Elektrik Mühendisliği İlkeleri
Yagi Antennas for Radio Relay Stations: Improving Signal Reach ve Stability
Table of Contents
Giriş: Yagi Antenlerinin Modern Tavşan Ağlarında Rolü
Radyo röye istasyonları, sabit noktalar arasındaki köprü boşluklarına güvenilir, uzun mesafe iletişimine bağlıdır. Yagi antenleri, olağanüstü doğrudan bağımlılıkları ve kazanımlarını sağlamak için, bu yüklemelerde bir temel haline gelir. Uzak hava istasyonları, yayın televizyon sinyalleri veya acil yanıt ağları desteklemek, doğru bir şekilde tasarlanmış Yagi serisi, her iki sinyale ve istikrarı da önemli ölçüde artırabilir. Yagi antenleri konsantre bir şekilde yoğunlaştırır, bu antenler yol kaybı olur, istenmeyen müdahaleyi reddeder ve güçlü bir şekilde hızlı bir şekilde sağlar.
Yagi-Uda Antenini Anlayın
Tarihsel Context ve Temel Yapı
Yagi anteni, Yagi-Uda anteni olarak daha resmi olarak bilinen bir yön dizisidir, 1926 yılında Shintaro Uda tarafından icat edilmiş ve Hidetsugu Yagi tarafından popülerleştirilmiştir.Tek tahrik elemanından oluşur - yarım dalga dipol veya katlanmış bir dipol-ve bir dizi parasitik elementi yeniden şekillendirir - ve biraz daha uzun bir yansımacı ön planda bulunan ve bir veya daha kısa bir süre sonra, doğrudan alıcı ve yönetmenler doğrudan alıcı veya alıcıya bağlı değildirler.
Operasyon İlkeleri: Karşılıklı Coupling ve Wave Interference
Bir Yagi anteninin performansı, elementleri arasında karşılıklı darbeye dayanıyor. Yönelmiş element RF enerji ile beslendiğinde, arka planda ve arka planda iptal edilen iki faktörden daha uzun süre sonra, Yagi’nin 7-10 d'lik bir araya gelmesiyle, 10 veya daha fazla elementin ortaya çıkmasıyla birlikte, daha büyük bir müdahale modelinin ortaya çıkmasını sağlar.
Sabit Relay İstasyonları için Core Faydaları
Yagi antenleri sabit nokta-to-point röle sistemleri için eşsiz bir avantaj getiriyor:
- [FONT:0)Exceptional Directivity:[Dönetici:[Dönetici: 0) Enerjiyi dar bir kirişe yoğunlaştırarak, bir Yagi, boşanmış gücü on iki yönlü bir antenle aynı yüksekliğe kıyasla en aza indirir.
- [FONT:0)Standart Rejeksiyonu: [Dönetici: [Dönetici: 1) Yüksek ön geri dönüş oranı ve diğer istasyonlardan gelen sinyalleri geri çeviren yan loblar, gürültüyü azaltır ve sinyal-to-noise oranını azaltır. Şehirde veya kongested RF ortamlarda, bu seçicilik, bitişik kanalların ağır kullandığı sağlam veri bağlantıları sağlar.
- [FONT:0)Yüksek Bir Compact Formda Kazanın:[Dönetici:[Dönetici:0)Yüksek Kazanın, 2.4 GHz Parabolik yemekleri daha da yüksek kazanımlar sağlarken, üç ayak altında bir patlama ile 12 dB kazanılabilir.
- [FONT:0]Cost Verimliliği: [Dönetici: [Dönetici:0] İnşaat minimum malzeme gerektirir - hafif bir boru, a boom ve basit montaj donanımı. Ticari Yagis, online hesaplayıcılar gibi online hesaplayıcılar kullanarak kitlesel olarak üretilir ve ev yapımı tasarımları sunar.
- [FONT:0]Mechanical Reliability:[Dönetici: Hareket eden parçalar ve sağlam bir yapı ile Yagis, birçok alternatiften daha sert havalara karşı dayanıklı bir şekilde çalışır.
Optimal Performans için kritik tasarım parametreleri
Frekans ve Wavelong
Tüm Yagi element uzunluğu ve spacing, yüksek çözünürlükte, 450 MHz için tasarlanmış bir Yagi, 800 MHz'de verimli bir şekilde çalışmaz. Wide rödücü istasyonları, tam olarak merkezde kazanılabilir veya çok frekans özel Yagis. Precise kesim ve spacing, 4nec2 veya MMANA-GAL'in sabit boyutu için yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir VSWR'ye sahip olmak için optimize edilebilir.
Sayılar ve Ticaretler
Ek olarak, yönetmenler ileri kazanmak için ancak kiriş genişliğini daraltır ve yanlış bir şekilde yanlış bir şekilde ortaya koyarlar. 3element Yagi, kurulum ve uyum bakımının pratik zorluklarına karşı gereksinimleri sunar.En uzun uygulama tasarımları ayrıca, sagging ve inter-lement yeniden yüklemelerini engellemek için yapısal güçlendirme gerektirir, 12BİBİREDOĞRUMA performansına sahip bağlantılar için yüksek bir şekilde sabit tutar.
Impedance Matching and Baluns
Çoğu Yagis, yem noktasında 50 ohms altında bir engel sunar. Bir katlanmış dipole bunu 200-300 ohms'a yükselterek, 4:1 balun. Bir kumar maçı veya T-match, bir balun olmadan doğrudan 50-ohm'u zorlaştırır, basitleştirilmiş inşaat. Improper eşleştirme yüksek yanlı gücü yansıtarak etkili bir şekilde azaltılır.
Polarizasyon ve Yol Planlaması
Kara VHF/UHF röle için, dikey kutuplaşma yaygındır, çünkü her zaman çok yönlü temel istasyon istasyonu genellikle dikeydir ve dikey kutuplaşma, 20 dB veya daha fazla insan için yanlış bir şekilde zarar vermek için aynı kutuplaşma uçağını koruyabilmelidir. - Yagi'nin buna göre yönlendirilmesi gerekir.
Malzemeler ve Çevre Kısıtlığı
Alüminyum ve çelik arasında galvanic korozyonu önlemek için paslanmaz çelik donanım kullanın. Tüm eklemlerde anti-oxidasyon salımı sallamak için UV-yereltilmiş malzemelerden (örneğin, yüksek enerji için) veyaflon (daha yüksek enerji için) emin olmak için.
Güvenilir Uzun Süreli Bağlantılar için En İyi Uygulamalar
Üst ve Fresnel Bölgesi Clearance
En az% 60 ilk Fresnel bölgesi tüm yol boyunca izin almak için anteni değerlendirin.(Dördüncü GHz'de 10 km bağlantı için, orta noktadaki ilk Fresnel bölgesi yarı yarıyadir; bu nedenle, antenler araziden ve bina tıkanıklarından kaçınmak için yeterince yüksek olmalıdır.) UseFLT:0).Serbest uzaylı bir miktar kaymak ve en az 10 hava sahası yüksek çözünürlükte kuleyi ayarlamak için 10 hava sahasını kontrol etmek için.
Precise Azimuth ve Elevation
İlk kaba işaret için bir pupass ve inclinometre kullanın, sonra bağlantı noktasının tekrar tekrar tekrar tekrarlanabilir olması gerektiğinden emin olun. uzun yollar için, bir spektrum analizci veya sinyal gücü sayacı ana lobu doğru bir şekilde zirveye ulaşmada yardımcı olur. Record acare log.If more locations need to be access to be access to be access to be access to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be able to be visible.
Yer ve Yıldırım Koruma
Bir kulede bir yıldırım çekmesi olarak hareket eder. Milli Elektrik Kod (NEC) ve TIA222 (Hırt ve buz yüklemesi için yapısal standartları takip edin.For towers in yıldırım yan yana, Yagi ve tüm metal parçaları tek bir zemin referansına eklemek.
Kablo Yönetimi ve Strain Relief
Düşük büyüklükteki kobiyal kabloyu kullanın (örneğin, LMR-400 veya Heliax) 10 metreden fazla çalışır.Sürücük yüklemeleri önlemek için her metreyi fırçalayın. Kapakta kablo geçişinin engellenmesi için her bir kabloyu kapat. Form, yatay olarak, ve bağlantıyı kendi kendine özgü bir rota ile mühürleyin.For multi-antenna installations, her iki kabloyu da kolayca çözmeyi önlemek için sonlandırır.
Çok-Antenna Kuleleri üzerinde Anten Spacing
Birkaç Yagis ortak konumlanırsa, kondüktör antenler arasındaki dikey ayrımı en az 1.5 dalga uzunluğundaki bozulmayı minimuma indirmeli. Cross-polarizasyon izolasyonu birçok dar eğimli veya daha fazla homojenleştirebilir, böylece bölmeli antenler arasındaki polarizasyonunu azaltır.
Yagi Antenlerinin Gerçek Dünya Uygulamaları, İskoçya Sistemleri
Yagi antenleri çeşitli röle ağ senaryoları ile dağıtılır:
- [FONT=0]Emergency Services ve Public Safety: Yangın gözlüğü, uzaktan aralık istasyonları ve felaket kurtarma ekipleri VHF/UHF Yagi bağlantılarını komuta merkezlerine bağlamak için kullanıyor.
- [FONT:0]Broadcasting Relay:[Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: 0] Televizyon ve FM radyo istasyonları genellikle Yagi dizilerini stüdyo-to-transmitter bağlantıları için (STL) ve çevirmenlik için kullanır. Multi-element yatay olarak kutuplaşmış Yagis Yagis, yüksek sadakatle zayıf hava sinyalleri yakalar, güvenilir program dağıtımını uzaktan çevirmenlere sağlar.
- [FONT:0]SCADA ve Industrial Telemetri: Su arıtma tesisleri, petrol ve gaz boru hatları ve demiryolu sinyal sistemleri lisanssız 900 MHz veya 2.4 GHz Yagis'i izlemek ve kontrol etmek için güvenilir veriler sağlar.
- [FONT=0] ⁇ Radyo Meleri:[Dönetici:[Dönetici:0) Hams, Yagis’i 2.4 GHz'de kullanarak ve 5.8 GHz bandı kullanarak, AREDN ve HSMM-MESH için noktalı arka kemiği oluşturmak için yüksek hızlı veri ağları oluşturur.
- [FONT:0]Rural Broadband Extension:[Dönetici: [Döntilmiş Teller: 0 ) Telsiz Linkler, kablonun pratik olduğu dijital bölmeye bağlanmak için çiftleştirilmiş Yagi abone birimleri kullanır.
Yagi'yi Alternatif Anten Türlerine Karşı Karşılaştırma
Parabolik Dish Antenler
Dishes aşırı yüksek kazanç sağlar (20-40 dBi) ve dar kirişler, mikrodalga geri dönüş için ideal (6-80 GHz). Ancak, ağır, rüzgar yakalamak ve sert tepeler talep etmek gerekir. Yagis daha hafif, daha ucuz ve yaklaşık 20 dBi kazanç için yeterli, ancak Yagis genellikle daha iyi bir maliyetle performans oranı sunar, özellikle de kulelerdeki rüzgar yüklemesi gereken yollar için.
Log-Periodic Dipole Dizileri (LPDA)
LPDAs geniş frekans kapsaması sağlar, onları frekans-hopping veya multi-band sistemleri için çekici hale getirirler. Ancak element başına daha düşük kazanç sağlar ve daha az tanımlanmış bir ön geri dönüş oranına sahipler, karşılaştırılabilir büyüklükteki bir Yagi, sabit bir grupta çalışırken daha üstündür.Eğer istasyon birden fazla klüpleri kapsamalıdırsa, bir günlük süre kaçınılmaz; aksi takdirde, Yagi daha iyi performans sunar.For röle istasyonları için gelecekte frekans grupları değiştirme ihtiyacı olan kanallarını değiştirmeleri gerekir.
Panel ve Sektör Antenleri
Bunlar daha geniş kiriş genişliği (60°-120°) sağlar ve birden fazla müşteri hizmet eden temel istasyonlar için kullanılır.Bir noktada tek bir sektör anteni birkaç Yagi-kırık uzaktan site kapabilir, ancak uzaktan siteler, yahuşunu en üst düzeye çıkarmak için 10-20 dB daha fazla kazanç sağlar.
Omniyöneysel Antenler
Dikeyler veya kollinear dipoles, aynı girişte 60°, mobil-tabanlı iletişim için faydalı olan bir enerjidir.In röt istasyonlarında, her zaman birden fazla sabit uç noktası ile iletişim kurma ihtiyacı olan merkezler için, Yagi'nin odaklandığı enerji tipik olarak dörtlü bir araya gelir veya bir sektör anteni tek bir anlaşmadan daha iyi bir şekilde uzlaşmaya uğrayabilir.
Bakım ve Problem Çözme Uzun Süreli Yeniden Olabilir
Yagi tabanlı röle bağlantıları zirvelerinde gerçekleştirmek için, rutin bir bakım programı oluşturmak:
- [FONT:0]Visual Muayeneler:[Dönetici:[Dönetici:0)It elementleri kontrol edin, her altı ay boyunca gevşek U-bolts ve korozyonlar. fırtınalar sonra, elementler veya bom hasarı arasında çökmüş göz atın.
- [FONT=0)Bağlantı:[Dönetici: 0) Su, eş eksenli bağlantıdaki su girişi, bağlantı bozulmasının öncü nedenidir.Inspect N-type veya 7/16 DIN konektörleri nem için, hava mühürleri ve re-temiz yüzeylere sahip olmak için bir konektör kullanın.
- [FONT=0]VSWR Ölçümleri:[Dönetici:[Dönetici:0)[DÜye Olmayan Bir VSWR, VSWR'de bir adım, hasar görmüş bir element veya kötü bir balun işaretini gösterebilir.İlk komisyon sırasındaki okumalar ve çeyrekte karşılaştırırsa.
- [FONT:0)Alignment Verification:[Dönetici:[Dönetici: 0) Rüzgar, alıcının RSSI göstergesini kullanarak yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş anteni değiştirebilir.Bir spektrum analizörü bile, 5 derece yanlış bir hata birkaç dB'ye neden olabilir.
- [FONT=0)Corrosion Control:[Dönetici:[Dönetici:0) Reapply iletken antioksidan bileşik her iki yılda bir paslanmaz çelik donanım, galvanic korozyonu önlemek için paslanmaz çelik donanım.
Future Developments and improvements
Devam eden araştırma ve gelişen teknoloji, Yagi performanslarını röle istasyonları için geliştirmeye devam ediyor:
- [FONT:0) Bilgisayar destekli Tasarımlar: Genetik algoritma ve sonlu elemanlar yöntemi simülasyonları şimdi ultra sağ tarafları olan Yagi modellerini üreterek, Yaband ticaretoffları gibi en iyi şekilde optimize edilmiş araçları da MMANA-GAL ve 4nec2 gibi elde etmek, mühendislerin özel spekülatörler için uzun ve spacinglere izin verir, klasik tasarımların 1-2 dB'yi artırmasını sağlar.
- [FONT:0)PCB Yagi Dizileri: Basım devre kurulu Yagis mmWave frekanslarında çalışır (24 GHz, 60 GHz) yoğun kentsel röle için kompakt, tekrarlanabilir kazanç sağlar. Bu, dinamik ortamlardaki adaptif bir yol tazminatı sağlar.
- [FONT=0]Phased Yagi Dizileri: Elektronik olarak birden fazla Yagis'e sahip olmak için operatörler mekanik rotasyon olmadan kirişli yön ayarlayabilirler. Bu, ağaç hareketine veya binaya konu olan bağlantılar için değerlidir ve daha düşük bakım maliyetleridir.
- [FONT:0) İleri Malzemeler: [Dönetici: 0,3) Karbon-fiber kompozitleri, katık tedavilerin devam etmesi sırasında ağırlık ve rüzgar yükü azaltır, soğuk iklimlerde genişletilmiş operasyon. Graphene-coated elements have given to reduce against heavy frequency.This material are still expensive but slow enter ticari deployments.
- [FONT:0) Yazılım Savunmalı Radyo (SDR): ), Modern röle istasyonları, modülasyon, kodlama ve hatta anten modeli yeniden yapılandırılabilir eşleştirme ağları ile birlikte otomatik olarak adapte edilebilir. Yagis yüksek geri dönüş için go-to pasif element kalırken, düşük maliyetli ön uçlar, SDR bağlantı bütçesinin uyumsuzluğunu ele alır.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Yagi antenleri yüksek kazanç, yönsel kontrol ve mekanik basitliği talep eden radyo röpekt istasyonları için olağanüstü bir seçim olarak kalır. Yagi antenleri, neredeyse bir yüzyıl boyunca gelişmiş tasarım, arktic araştırmalarından çöle kadar uzanan ortamlarda güvenilir bir nokta bağlantıları sunar. Yagi anteni, yapısal bütünlüğü, hizalama ve düzenli bakım sağlar, ağ operatörleri her iki online tasarımda daha pahalı alternatifleri takip edebilir.