Результат исследования антенн для RF модуля PDL 2000
 

Пару дней назад получил PDL2000 и сразу за исследование ВЧ части.

Провёл большую серию замеров напряжённости поля создаваемой штатной антенной а также серию опытов по определению точности её настройки. В результате исследования было определено, что штатная стальная спиральная антенна настроенна правильно, также учтено влияния пластмассового корпуса RF модуля на частоту резонанса антенны. То есть, диаметр намотки и количество витков спирали выбрано с учётом вносимых влияний диэлектрической проницаемости пластика корпуса модуля. Это значит, что если открыть корпус радиомодуля, то настройка антенны сбивается и частота резонанса уходит вверх по частоте. При этом отдача антенны падает как минимум в два раза. Надо отметить также что в настройке антенны учтено и влияние лобового стекла, резонанс спирали в закрытом корпусе лежит чуточку выше от рабочей частоты, но когда модуль приклеивается на стекло частота резонанса становится точно в рабочие граници частот. Для того чтобы получить максимальную отдачу на столе пришлось намотать два витка изоленты прямо на спираль внутри корпуса, имитируя влияние слекла.

Кроме того было проведено исследование напряжённости поля в пространстве создаваемого различными типами антенн и сравнение её с напряжённостью поля создаваемой штатной спиралью. Для сравнения были выбраны четвертьволновая антенна и медная спираль с альтернативными габаритами и параметрами полученные на основании собственных расчётов.
В результате серии замеров было выявлено что отдача четвертьволнового штыря бальше отдачи штатной спирали на 8dB что составляет отличие в 6 раз по мощности.
Также обстоит дело и с альтернативной медной спиралью, разность также составила 8dB. Причём напряженности поля в пространстве создаваемые четвертьволновым штырём и альтернативной спиралью были практически одинаковыми.
Фотографии модуля с альтернативной спиралью прилагаю.

Выводы:

1. Получить рекордно большие расстояния связи со штатной антенной не представляется возможным.

2.С применением четвертьволнового штыря удастся увеличить дальность связи больше чем в два раза.

3. Вместо четвертьволнового штыря возможно использовать медную спираль большего размера без потери дальности связи по сравнению со штырём. Но её применение сопряжено с техническими трудностями по настройке требующие оборудование и глубоких знаний.

4. Наиболее быстрым и лёгким методом увеличения дальности связи является применение четвертьволнового штыря ориентированного вертикально.

5. Правая спираль-противовес не влияет ни на напряжённость поля ни на диаграмму направленности и подлежит демонтажу.


Настоятельно рекомендую АТ в следующих моделях сигнализаций элит класса, пересмотреть конструкцию антенны RF модуля. Это просто необходимо для того, чтобы быть лидером не только в криптоустойчивости протокола но и в дальности канала связи.

Hydrazin, а можно подробгую инструкцию по переделке? Насколько я понял из фотки, катушки в модуле нет, т.е. достаточно просто поменять антенну?
Как я понимаю, ее длина должна быть прежней - 17 см, но не совсем понимаю откуда считать? Это общая длина проводника? или это расстояние от контактной площадки?
"Ориентировано вертикально" - перпендикулярно печатной плате? или перпендикулярно земле?

Длина четвертьволнового штыря считается прямо от площадки куда припаивается штырь.

Ориентация перпендикулярно земле. Относительно платы ориентация значения не имеет, можно как перпендикулярно плоскости платы припаивать, так и вдоль плоскости. Это зависит от того, как расположен сам модуль в машине и чисто эстетических соображений. Плата может стоять как угодно, но штырь должен быть перпендикулярен плоскости земли.

Уважаемый Hydrazin,
раньше на Pandora-1500 при замене штатной спиральки на 17 см штырь ("четвертьволновой") необходимо было оставлять 3 витка на катушке, менять резистор и все это хозяйство настраивать.
Теперь, судя по внешнему виду плат конструктив РФ-модуля серьезно поменялся:



Можно ли теперь (на 2000-ой) обойтись только установкой медного штыря, без дополнительных манипуляций в виде перепайки резистора и др ( катушки кстати на плате не видно).
И будет ли заметное улучшение?
Раньше не решался на переделку 1500-ой именно из-за отсутствия возможности настройки (у меня нет измерителя напряженности поля).

И еще вопрос,
Вот здесь:
http://www.alarmforum.ru/forum12/thread135-10.html
была засвечена схемка антены на 433,92 МГц с центральной катушкой,
как я понимаю именно ее-то и нельзя изготовить без измерителя напряженности?

PS Кстати, а колечко ферритовое на провод у основания РФ-модуля делать будете?

Можно ставить штырь без дополнительных переделок. Улучшение будет заметное. Там на схеме нет никаких антенн, это всего-лишь схема передатчика, вы приняли за антенну согласующий П-контур.

Ферритовое кольцо полезно по многим критериям, типа защитит от наводок на бортовую аудио-видео аппаратуру по проводам, уменьшит влияние провода на излучающую способность модуля. Себе ставить буду.

Спасибо, за ответ.
Может быть я неправильно дал ссылку...
Я имел ввиду вот эту схемку:


Разве это не антенны? :-((

Я спрашиваю только из-за того что провод 17 см длиной непросто в вертикальном расположении замаскировать внутри салона.
Хотя как вариант - подголовники, но вот что интересно:
в подголовниках у меня, как мне кажется металлический каркас, как это скажется на согласованности антенны?

В козырек, в принципе, тоже можно воткнуть, но только получится что штырь антенны будет в непосредственно близости (3-4 см) от металла крыши заканчиваться /начинаться, - это тоже может привести к рассогласованию?

Это антенны, но даже если их изготовить по чертежу, нельзя никак удостовериться что она стала в нужную частоту, без соответствующих измерений. Преимущёство простого штыря в том, что его не надо настраивать, припаял и досвидания. Не забывайте также что на спирали значительно сильнее влияют окружающие предметы, не только металлические но и стеклянные и пластмассовые если в непосредственной близости, так что нужно всё учитывать. Со штырём работать на порядок проще и быстрее. А так же он значительно в меньшей степени подвержен различным влияниям.

Сам блок можно наклеить либо на стекло как всегда либо на потолок за самим зеркалом, а штырь направить вниз. Таким образом он будет скрываться за зеркалом заднего вида и не будет мешать и портить интеръер. Главное чтобы штырь был на расстоянии от лобового стекла, т.е. опускался вниз между зеркалом и стеклом.
Такая установка на мой взгляд весьма логична. А зеркало будет антенну сабой заслонять.

В качестве материала штыря рекомендую брать центральную жилу из телевизионного кабеля RG-6, там она выполнена из помеднённой стали. Обрезок из такой жилы достаточно жёсткий и будет прекрасно держать прямую форму. Для того чтобы медное покрытие не потемнело со временем, рекомендую штырь полакировать прозрачным лаком или обтянуть в тонкий термокембрик.

A если взять телескопическую поворотную антенну от радиоприемника и направлять ее вниз во время постановки на охрану а все остальное время прижимать к потолку? Имеет значение толщина и материал штыря?

Hydrazin, хорошая тема, спасибо.

Я утверждал то же самое, Вы, в свою очередь, оспаривали. ;)

С интересом слежу за дельнейшими изысканиями

ЗЫ: Применение ВЧ-кольца (проницаемостью 2000НМ), надетого на провод RF-модуля (1 виток) особых изменений в дальности не принёс.

А можно поподробнее для ламеров? не нашёл что-то в других темах, что за кольцо и куда как приделывать?

Такой ещё вопрос, если л/4 штырь устанавливать вертикально, но в недрах торпеды, будет ли такой вариант лучше базового на стекле?

Я себе не противоречу, внимательно прочтите начало темы, там написано, что штырь даёт такую же напряжённость как и моя медная спираль. Но для обывателей самый надёжный способ это штырь.

Ферритовое кольцо на дальность не влияет, а лишь предотвращает влияние положения провода модуля на параметры приёма/передачи.

Можно выложить геометрию медной спирали?
Идиентичная 2000-й (диаметр провода, шаг намотки, количество витков), только - из медного провода?

Ведь знаю же, что на дальность не влияет, а всё туда же... Ставить всё равно буду - не помешает от паразитных ВЧ-токов

Выложить легко, но только это же экспериментальная модель, она без кожуха, без каркаса. Она ещё не пригодна к использованию, так сказать не товарный вид имеет. Когда я сделаю себе антенну в товарном виде, намотанную на каркас и закрытую в чехол, то у неё будут совершенно другие параметры, имеется ввиду количество витков, диаметр вообще будет взят в соответствии с найденным каркасом намотки.

Только что проводил первую пробную проверку дальности. Централь с радиомодулем находилась в часном доме на 2-м этаже с новой антенной.

Удалось удалиться на расстояние в 300м от дома до потери командного канала, причём волна проходила через стены дома, стена с окном выходила по правую сторону от пути распространения волны.
Для контроля уровня сигнала канала оповещения, взял ссобой радиостанцию. В том месте где с трудом удалось найти положение чтобы прошла команда с брелка, уровень сигнала канала оповещения мантулил так, что зашкаливал S-метр на станции и не удавалось подавить сигнал даже зажиманием рукой антенны на станции.

Отсюда вывод - буду менять антенну на самом брелке тоже, чтобы увеличить дальность команд. Запас дальности канала оповещения настолько большой, что можно просто афигеть.

При кажущейся простоте его может оказаться трудно реализовать, т.к. он должен быть вертикально и удален от корпуса.. Я думаю о выводе через смеситель на внешнюю антенну, но у этого есть свои минусы... Можно спрятать в центре салона (в пассажирском сидении, например).

Минусы есть и конкретные - в етом самом как вы его назвали "смесителе" потеряется как минимум 2dB полезного сигнала, в штатном антенном кабеле для магнитолы потеряется ещё 4dB (хороший ВЧ кабель очень толстый 8-12мм) итого 6dB потерь что соответствует потерям в 4 раза по мощности. Теперь прикиньте в чём вы выигрываете.

Друзья, спешу поделиться с вами успехами физики. С налёту поменял в брелке антенну. Штатную удалил, а для новой использовал спираль снятую вчера с RF модуля. Во время настройки её пришлось немного увеличить в длине путём растягивания плоскогубцами. Хорошо, что родные спирали от RF модуля пригодились.
В итоге, новая антенна больше в диметре и длинее штатной в два раза. Потом может обтяну голую спираль термокембром для красоты.

Полученный прирост в создаваемой напряжённости поля в пространстве составила 6dB, что эквивалентно увеличению мощность брелка в 4 раза.

Фотографии прилагаю.

А на приеме это как-то сказалось? Канал управления не так интересен, как канал оповещения.

Скорее при таком раскладе проигрываешь.

А если не тянуть кабель от RF блока, а сам блок вынуть из корпуса и разместить под обшивкой у гнезда антены? (У меня X-Trail, активная антенна на крыше.) Там же на месте и смонтировать "смеситель". Кнопку вызова брелка вывести на плафон освещения или солнцезащитный козырек. Или не стоит шкурка выделки?

Полагаю, что при небольшом желании вполне можно отлить кожух для антенны. Можно даже самостоятельно: из черного герметика к примеру, или из эпоксидки если нравится пожестче. Думаю, что если поискать в инете на сайтах по различному авто-, судо-, и прочему моделированию, то можно найти и более продвинутые материалы.

Меня, кстати не смущает увеличенная в два раза длина антенны. Выглядит симпатично.

Не советую вообще связываться со смесителями. А кстати что вы подразумеваете под словом "смеситель"? Я предпологаю что вы имеете ввиду spliter для телевизионного сигнала?

Действительно, осталось выяснить как изменение антенны брелка отразилось на канале оповещения...

А как она по вашему должна отразится?

Ещё узнать надо будет как повлияют украшательные материалы на антенну... Термоусадочная трубка или герметик (силиконовый, полиуретановый).

Вам может и надо узнавать, а нам все точно известно. Не надо флуд разводить.

И на сколько увеличилась дальность управления? после переделки брелка?

Ну что же начнём доклад.

Сегодня провёл повторное испытание на дальность командного канала.

Условия проведения эксперимента:

1. Базовый блок с радиомодулем расположен в часном доме с ракушняковыми стенами на столе, на втором этаже.
2. Антенна на радиомодуле самодельная показанная на фото в начале темы.
3. Антенна на брелке тоже другая, показанная на фото ранее.
4. Для сравнения сеансы связи проводились с двух брелков, на втором брелке антенна осталась штатная.
5. Местность проведения эксперимента - загородний часный сектор.
6. Удаление между точками 1500м


Было выбрано новое более удаленное место для проведения контрольных сеансов связи. Поскольку на вчерашнем месте всё работало хорошо.
Условия по прежнему остались те же - прямой видимости на окно комнаты где стоял передатчик небыло, оно выходито по правую сторону от прямой видимости. Да и собственно дома напрямую видно небыло, он был скрыт за несколькими часными домами. Но в общем и целом основная часть трассы волны была свободна от препятствий за исключением тех нескольких домов в конце радио трассы.

Теперь основное:

На исходной позиции удалённой от дома на расстояние около 1500 метров
устойчивого прохождения команд небыло. Но были найдены несколько мест откуда проходили команды с брелка с новой антенной, со вторго брелка со штатной антенной команды не проходили. Но при этом после посылки команды с переделанного брелка второй брелок находившись в кармане чётко и устойчиво получал оповещение с базы. Одновременно проводился контроль уровня сигнала с базы с помощь S-метра переносной радиостанции, S-метр был стабильно в зашкале.

Выводы:

Была получена вполне устойчивая связь командного канала на расстоянии 1,5 километра. Исходя из показаний S-метра конрольного приёмника можно сделать выводы, что дальность канала оповещения составит, в данных условиях, около 3-3,5 км.

Результатами замеров я остался очень доволен. В 2000 запас дальности канала оповещения просто огромный. Она имеет хороший потенциал в схемотехнике и путём простой замены антенн превращается в сверхдальнобойную систему.

Конечно наиболее весомый вклад в увеличение дальности внесла замена антенны именно в радиомодуле, как на приём так и на передачу. И чуть меньший вклад внесла замена антенны на брелке, т.к. большего размера антенну на него не поставишь.


В условиях плотной городской застройки большими зданиями, ожидаемое уменьшение дальности связи составит 2-3 а то и 4 раза, в зависимости от плотности застройки и размеров зданий. Это понятно из опыта эксплуатации радиосвязи диапазона 430-440 МГц.

Ну и в связи с этим халявный совет.
Стоит засунуть RF-модуль в основной блок сигналки, а из нее вытяните 50-омный кабель с полноценной антенной на конце (четверть волновый штырь плюс согласование из оплетки).

Стало быть в брелок засовываем спиральку прямо из "RF", особо не заморачиваясь рассчётами, и оборачиваем чем хотим?

Интересно, а на сколько эта переделка применима к PDL1500i?

Sutkin, 1:1 с технической точки

Hydrazin, в свете новой информации о каналах PDL2000, на каком канале Ваша сигналка такие результаты давала? Есть ли реальная зависимость дальности от номера канала?

Что значит не заморачиваясь? Я же всё написал, читать внимательно. Ещё как заморачиваться надо. Особенно если заворачивать чем хотим.
У меня настройка заняла несколько часов.

Переделку радиомодуля 1500 вылаживал Stotten в том году. Написано, что надо катушки перестраивать. Я лично этим не занимался и не знаю что там и как в 1500.

Зависимости дальности от номера канала нет. На моём брелке показан канал 6.

Тем не менее я не очень доволен эффективностью даже новой антенны на брелке. Буду думать как сделать ещё более эффективную антенну для брелка, так чтобы это ещё и выглядело красиво.

У SXL в стандартном брелоке те же +6 dB за счет укрупненной антены :-) но там еще небольшой усилитель на приеме. так что можно потом перейти на SXL если понравится как работает изобретение г-на Hydrazin

а тем временем Integration анонсировал новые транссиверы с чутьем сильно выше. как всегда, "пожарным образом" переделываем DX... чтоб их!!! :-)

так что в этом году дальность двухвеек еще не раз, и не мало вырастет...

Посмотри в сторону согласования антенны с модулем. Выход трансивера там 250 Ом а сопротивления тех пружинок раз в пять меньше. Есть некоторая вероятность, что они не согласованы...

Мне не нравится кабель, он тонкий будет а это всё потери 1-3dB.

Я вот предлагаю сделать радиомодуль совмещённый с антенной но сам модуль является основанием антенны, не обязятельно штырь четвертьволновой, красивей будет использовать большую помеднённую спираль в резиновом чехле, как в переносных радиостанциях используют. На вид будет как классическая антенна на магнитном основании, но вместо магнита пусть будел липучка. Это вариант с установкой на горизонтальную плоскость.

А ещё более заманчивый вариант это тоже круглое или прямоуголиное основание - корпус радиомодуля из которого резиновая антенна торчит не вертикально вверх из плоскости корпуса а под углом. Такой корпус основанием приклеивается на стандартное место за зеркалом а резиновая антенна направленна своей осью вниз между стеклом и зеркалом.

Также возможно вообще применить спираль большого диаметра 5-6см, высота которой будет пару сантиметров но при хорошей эффективности. Корпус такой антенны тоже должен быть совмещён с радиомодулем.

Фотографии антенны на подставке, и плоская шайба.

Да там перед тем трансивером навалено ещё много чего. Так что даже и не знаю какое входное сопротивление там. Разработчики же на что-то рассчитывали ставя туда спиральку длиной в 1,5 см у которой активное сопротивление пару ом.