Различия антенн для радиомодулей

[DmitryR]

Добрый день, подскажите, пожалуйста, а у антенн для радиомодулей есть какое-либо качественное различие?

1 - Просто стандартная пружинка https://aliexpress.ru/item/32370243089. ... 22a3LTJ1xg
2 - Похоже, что тоже пружинка, просто под другой разъем https://aliexpress.ru/item/100500453196 ... 9498284527
3 - Дорожка https://aliexpress.ru/item/100500341023 ... 5663348210
4 - Штырь https://aliexpress.ru/item/100500321297 ... 3cf4ppU6EI

Есть ли смысл заморачиваться и ставить антенну 4, либо же можно просто пружинку 1 использовать без существенной потери в качестве и дальности связи?

Как стоит рассматривать коэффициент усиления (Antenna Gain): 3dBi и тд, по прицнипу чем больше тем лучше?

И надо ли как-то подбирать антенну под радиомодуль помимо их частоты работы?

[Николай_С]

Вам бы Карла Ротхаммеля почитать.
Единственное отличие от радиолюбительских антенн в том, что радиомодуль может одновременно работать на нескольких отдалённых, или даже непрерывном спектре частот. Нужно учитывать эту особенность.

[kalobyte]

нужно делать анализ их, так тебе никто не скажет

[КРАМ]

[uquote="DmitryR",url="/forum/viewtopic.php?p=4585632#p4585632"]Как стоит рассматривать коэффициент усиления (Antenna Gain): 3dBi и тд, по прицнипу чем больше тем лучше?[/uquote]
Коэффициент усиления антенны определяется диаграммой направленности.
То есть сам этот коэффициент никаким усилением не является. Это просто сравнение используемой антенны по сравнению с изотропной, то есть с антенной имеющей диаграмму направленности в виде шара (всенаправленная антенна), либо с диполем. если это специально указано.
Таким образом, энергия излучения направленная в определенном направлении имеет более высокую плотность, по сравнению с той же энергией направленной во все стороны. Это и есть "усиление" антенны.
Выбирая антенну с высоким усилением вы лишаетесь изотропности.
И таки да, антенна должна перекрывать весь диапазон частот целевого устройства.
Полоса частот определяется по КСВ антенны. Обычно по уровню КСВ=2, что составляет 10% потерь на отражение.

[roman.com]

тут не все профи...
не все знают про КУ (коэффициент усиления)... КСВ (коэффициент стоячей волны)... ДН (диаграммы направленности)... и т.д.

у антенн для радиомодулей есть какое-либо качественное различие?

по простому - принцип простой: чем больше антенна - тем дальше связь))
потому что чем больше антенна - тем уже луч. Поэтому и дальность больше.))

дальность от размера антенны.jpg

(19.58 КБ) 105 скачиваний

1 - Просто стандартная пружинка имет самый маленький радиус действия... потому что она маленькая))
2 - Похоже, что это не пружинка, а простой диполь... у него дельность чуть больше.
3 - Дорожка... ? Тут сказать трудно. Примерно как обычный диполь.
4 - Это не Штырь, а скорее всего Коллинеарная антенна (Коллинеарная антенна - это антенна состоящая из нескольких антенн).

У Коллинеарной антенны дальность самая большая (если совсем грубо - раза в полтора больше чем у диполя).
На схеме она в самом верху.

зависимость дальности от размера антенны.jpg

(17.57 КБ) 120 скачиваний

Это если совсем коротко))

[DmitryR]

roman.com, Понял, спасибо)
А не знаете, антенны между модулями можно менять свободно или все-таки там подразумевается какое-то согласование? Ну т.е. допустим взять антеннц от LoRa на 433 и поставить на HC-12

[Николай_С]

[uquote="DmitryR",url="/forum/viewtopic.php?p=4585915#p4585915"]roman.com, Понял, спасибо)[/uquote]
Действительно, зачем читать двухтомник какого-то Ротхаммеля, если roman.com все в двух словах объяснил? Кому нужна эта Волновая теория?
Но не всё так просто, иначе не существовало бы такого разнообразия антенн.
[uquote="DmitryR",url="/forum/viewtopic.php?p=4585915#p4585915"]...взять антенны от LoRa на 433 и поставить на HC-12[/uquote]


Что, собственно, и делают производители, существенно снижая затраты на производство. На 100 метром это работать будет. Наверное. А кому нужна дальность, те заморачиваются с антеннами.

[roman.com]

[uquote="Николай_С",url="/forum/viewtopic.php?p=4585951#p4585951"]Действительно, зачем читать двухтомник какого-то Ротхаммеля, если roman.com все в двух словах объяснил?[/uquote]
Действительно, есть радиоинженер roman.com он все в двух словах объяснил.

А не знаете, антенны между модулями можно менять свободно или все-таки там подразумевается какое-то согласование?

если антенна на 433... то между модулями LoRa и HC-12 можно менять свободно.
можно взять антенну от LoRa на 433 и поставить на HC-12.


Добавлено after 9 hours 14 minutes 34 seconds:
а ещё есть вариант самодельных радиомодулей... пробивают любые стены))
в соседней теме делали...
и антенны самодельные там делали...
там вообще всё уже делали))
https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=28&t=190542

[DmitryR]

В общем взял несколько модулей на тест. Но пока успел испытать только HC-12 со стандартной пружинкой. На удивление он показал себя довольно хорошо.
Такой вопрос: а есть разница как располагаются друг относительно друга антенны (пружинки) двух радиомодулей?

[roman.com]

а есть разница как располагаются друг относительно друга антенны (пружинки) двух радиомодулей?

есть.

-если передатчик расположен вертикально, то и приёмник надо располагать вертикально.
-если передатчик расположен горизонтально, то и приёмник надо располагать горизонтально.

это называется "поляризация".

поляризация.jpg

(66.49 КБ) 94 скачивания

это изучают в школе)) в учебнике физики 7...11 класс про это написано подробно))

учебник)).jpg

(95.05 КБ) 90 скачиваний

Добавлено after 8 minutes:
это особенно важно при дальней связи на открытой местности...

а в закрытом помещении радиоволны многократно отражаются от стен и различных токопроводящих конструкций...
в итоге поляризация может меняться... непредсказуемо))
поэтому в закрытых помещениях сказать трудно... может оказаться так, что сигнал будет лучше когда передатчик и приёмник будут располагаться под определённый углом друг к другу... под каким углом ? непредсказуемо))
но обычно никто не заморачивается с такими подробностями... обычно все располагают передатчик и приёмник вертикально.

[DmitryR]

roman.com, А допускается подключение антенны проводом? Ну т.е. готовая пружинка, под нее место впайки на радиомодуле, можно ли вынести антенну на расстояние 30-40мм проводом или дорожкой на печатной плате, для более удобного расположения антенны?

[roman.com]

в нашем случае допускается)) у нас антенна простая...

антенна (в нашем случае пружинка) настроена в резонанс на 433 мгц...

пружинка.jpg

(40.98 КБ) 88 скачиваний

при добавлении провода 30-40мм резонанс антенны немного сместится вниз... будет резонанс чуть ниже... например на 430 мгц...
насколько это критично ? не особо))
при добавлении провода 30-40мм резонанс антенны можно вернуть назад на 433 мгц..... достаточно чуть-чуть растянуть пружинку))

по нормальному после подключения антенны к передатчику её надо настроить в резонанс.
антенна "пружинка" настраивается в резонанс очень просто - сжимаем/растягиваем нашу пружинку))


Добавлено after 9 minutes 13 seconds:
грубо:
была пружинка длиной 26 мм на 433 мгц...

1- сжали пружинку... стала пружинка длиной 20 мм на 440 мгц...
2- растянули пружинку... стала пружинка длиной 30 мм на 420 мгц...

пружинка.jpg

(42.9 КБ) 86 скачиваний

и т.д.


Добавлено after 20 minutes 18 seconds:

1- сжали пружинку... стала пружинка длиной 20 мм на 440 мгц...
2- растянули пружинку... стала пружинка длиной 30 мм на 420 мгц...

или наоборот)) х.з. не помню.. смотря с какой стороны сжимать))

лучше просто откусить 1..2 витка... или припаять 1...2 витка... так проще))

а лучше вообще выкинуть пружинку и припаять простой кусок провода 175 мм... получим обычную антенну на 433 мгц...

[DmitryR]

roman.com, А если из провода сделать ее потом можно уложить зигзагом или еще каким способом в корпусе? Или она должна быть прямым куском провода?

Безымянный.png

(10.96 КБ) 69 скачиваний

[roman.com]

можно уложить зигзагом...
можно уложить в корпусе... корпус желательно из изоляционного материала... хорошо пропускающего радиоволны.
после укладки резонанс немного сместится... корпус оказывает влияние... но это не проблема)) мы же знаем как его (резонанс) вернуть назад))
просто надо помнить, что при этом размер антенны уменьшиться...
а чем меньше антенна - тем меньше дельность связи...
в остальном проблем нет. ))

[DmitryR]

[uquote="roman.com",url="/forum/viewtopic.php?p=4593824#p4593824"]можно уложить зигзагом...
после укладки резонанс немного сместится... корпус оказывает влияние... но это не проблема)) мы же знаем как его (резонанс) вернуть назад))
[/uquote]
Ну как резонанс изменить в целом понятно, изменить укладку или длину проводо, а вот как его померить?

[roman.com]

я обычно беру провод чуть больше... например 200 мм...
затем укладываю как мне надо... скручиваю в спиральку... или укладываю змейкой... и т.д.
а потом по приборам настраиваю в резонанс - откусывая по несколько миллиметров...
всё))

[КРАМ]

[uquote="DmitryR",url="/forum/viewtopic.php?p=4593835#p4593835"]как его померить?[/uquote]
В ваших условиях - никак. Только оценить по дальности связи.
Настройку антенн измеряют через КСВ в сечении подключения антенны.
Однако проблема обсуждаемого типа антенн состоит в том, что по факту антенной является не только то, что мы тут имеем ввиду, но и в качестве противовеса - общий полигон платы, на которой собрано устройство. К этому добавляется плохая предсказуемость выходного сопротивления приемопередатчика в сечении антенны. Но если выходное сопротивление 50 Ом, то можно аккуратно припаять кабель от векторного измерителя вместо выхода приемопередатчика, уложив этот кабель вплотную к общему полигону платы, то худо-бедно можно чего то там измерить.
Естественно, нужен векторный анализатор цепей. Например, nanoVNA.

[roman.com]

использовать кабель не рекомендуется...
т.к. усложняется процесс настройки... придётся сначала согласовывать передатчик с кабеле... а потом согласовывать кабель с антенной...
а кому это надо ? а никому))

использовать векторный анализатор не рекомендуется...
т.к. векторный анализатор вносит погрешность в процесс настройки... особенно это важно где в качестве противовеса - общий полигон платы... это наш случай)) в итоге: точность настройки с векторным анализатором получается хуже чем без векторного анализатора...
а кому это надо ? а никому))

выходное сопротивление самодельной антенны скорее всего не будет точно 50 Ом...
но это не проблема))
в крайнем случае можно согласовать любое сопротивление антенны м передатчиком с помощью простого П-контура (который есть в любом нормальном радио модуле).

оценить точность настройки антенны можно разными способами...
-можно по дальности связи.
-можно по встроенному индикатору уровня сигнала (который есть в любом нормальном радио модуле).
-можно по приборам.

[Николай_С]

[uquote="roman.com",url="/forum/viewtopic.php?p=4593860#p4593860"]использовать кабель не рекомендуется...
использовать векторный анализатор не рекомендуется...[/uquote]
Напомнило старый анекдот:
Ездить на поезде небезопасно - на него может упасть самолёт.

[КРАМ]

[uquote="roman.com",url="/forum/viewtopic.php?p=4593860#p4593860"]использовать кабель не рекомендуется...
т.к. усложняется процесс настройки... придётся сначала согласовывать передатчик с кабеле... а потом согласовывать кабель с антенной...[/uquote]
Большинство радиомодулей имеет выходное сопротивление 50 Ом. Поэтому никакой передатчик с кабелем согласовывать не требуется. Даже если преследует хронический перфекционизм, то можно на кабель нацепить феррит и развязать его от платы. Хотя это совершенно лишнее.
Настройка по уровню сигнала без дискриминации по направлению настройки - это фуфло. По сути настройка вслепую.
Есть только один способ - по КСВ. Остальное - суррогаты примерно одного качества.
[uquote="roman.com",url="/forum/viewtopic.php?p=4593860#p4593860"]выходное сопротивление самодельной антенны скорее всего не будет точно 50 Ом...
но это не проблема))
в крайнем случае можно согласовать любое сопротивление антенны м передатчиком с помощью простого П-контура (который есть в любом нормальном радио модуле).[/uquote]
Поток сознания.