Форум по автобезопасности -
автосигнализации

Провёл работу по изысканию новых, более эффективных антенн для радиомодуля DXL2500. Цель изыскания состояла в создании новых вариантов простых и эффективных антен (информация для разработчиков) а также отработать конструкцию антенны, для замены штатных спиралей в радиомодуле доступную к повторению всеми желающими и не нуждающуюся в настройке.

Прошлый опыт показал, что люди не имеют возможности настроить укороченные антенны поскольку это требует приборов и навыков в данной области.
В результате чего все желающие увеличить дальность связи, вынужденны довольствоваться громоздкими четвертьволновыми штырями уродующими интеръер салона автомобиля.

Было принято решение использовать в антенне для тюнинга штатные стальные спирали, поскольку они имеют идентичные параметры во всех радио модулях. Самостоятельно же намотать аналогичные спирали из медной проволоки с заданным шагом на заданной длине можно, однако добиться повторяемости параметров самодельной спирали невозможно а следовательно люди не смогут повторить конструкцию антенны так чтобы она была
настроенной в рабочий диапазон.

Итак на рис.1 представлен вариант антенны выполненной на базе штатных спиралей, представляющей из себя согласованный полуволновой вибратор.
От штатных спиралей откусывается часть витков, так чтобы в левой спирали осталолсь 14 витков а в правой 15 витков. Далее конци последних витков спиралей залуживаются на длине 2-3 мм для того чтобы к ним можно быо припаять плечи выполненные из стальной помеднённой жилы от кабеля RG-6.
Длина плечей составляет 71 мм для левого плеча и 74 мм для правого плеча плюс маленький Г-образный загиб в 2-3 мм для подпайки штыря к концу стальног витка спирали. Детальней смотрите на рис. 1,1. После подпайки плеч, они обтягиваются в термокембрик рис 2. Как видно размеры плеч вибратора и число витков в спиралях разные, но этого требует точное согласование в передатчиком. Дело в том что обычно полуволновой вибратор
запитывают в середине, однако в нашем случае вибратор образованный двумя плечами антенны и частью платы модуля, смещён вправо относительно клеммы выхода передатчика, до места где входное сопротивление вибратора совпадает с выходным сопротивлением передатчика. Описанная антенна создаёт нпаряжённость поля в пространстве на 5 dB больше чем штатная антенны. Для людей не отягощённых суевериями о том что два плеча
антенны лучше работают чем одно, возможно оставить только левое плечо антенны, его также можно развернуть вверх на 90 градусов, эффективность при этом не снижается, роль правого плеча автоматически начинает выполнять провод подходящий к модулю.

На рис. 2,1 показан вариант антенны укороченный четвертьволновой штырь с одним активным плечём. Выполнена она из стальной помеднённой жилы кабеля RG-6 обтянутой в термокембрик, для лучшей повторяемости витки намотаны виток к витку в кембрике и в такм виде антенна настроена. Эффективность такой антенны выше всяких похвал, из-за высокой добротности помеднённой спирали потери в ней намного меньше чем в стальной
спирали антенны описанной выше. Наряжённость поля она создаёт уже на 7-7,5dB больше по сравнению со штатной антенной. На рис. 2,2 показан вид в корпусе, а на рис. 2,3 сравниваются размеры, справа показана также настроенная антенна, чуть короче и в чёрном кембрике, готовая к применению.

На рис.3,1 и 3,2 показанна эффективная спиральная антенна выполненная на пластиковой основе, две штатные спирали припаяны на массу в качестве противовесов. Такая конструкция делалась чисто из эстетических соображений, по эффективности она не превосходит антенну показанную на рис. 2,1 такая спиральная антенна очень сложна в настройке и трудна в повторении.

На рис. 4 показана экспериментальная антенна выполненная на базе укороченного петлевого вибратора, обладающая большой широкополосностью и как следствие меньшей эффективность, она создаёт напряжённость в пространстве на 2,5dB меньше чем укороченный четвертьволновой штырь. Возможно что там ещё имеет место не полное согласование по сопротивлению.

На рис. 5 показан экспериментальный четвертьволновой штырь укороченный индуктивностью и ёмкостью на конце.

На рис. 6 показана полуволновая укороченная спиральная антенна, длиной 80 мм, эффективность которой не превосходит укороченный четвертьволновой штырь. Из преимуществ такой антенны можно отметить довольно широкую рабочую полосу из-за котрой она не чувствительна к одеванию на спираль пластикового защитного чехла, т.е. не сбивается настройка антенны. Из недостатков можно отметить большую подверженность
влиянию окружающих предметов по сравнению с четвертьволновой укороченной антенной, но большая рабочая полоса компенсирует этот недостаток.


В заключение могу сказать, что в основном эффективность проверенных мной укороченных антенн одинакова, за исключением наизкодобротных стальных спиралей. Если же укороченная антенна выполнена из медной проволоки и имеет длину близкую к 0,125 лямбда, то её эфффективность остаётся не хуже полноразмерного четвертьволнового штыря.


Кстати по поводу четвертьволнового штыря, похоже в 2500 применить обычный штырь длиной 17 см не удасться, он там остаётся не настроенный
из-за избыточной ёмкости в выходном каскаде. Чтобы добиться резонанса пришлось увеличить длину штыря до 235 мм. Однако этот факт необходимо
дополнительно проверить на другом радиомдуле, чтобы исключить случайную ошибку. При первой возможности я эту информацию перепроверю.

Все фотки не влезли, остальные выложил в соседней теме.

Миниатюры

         

__________________
Квантовая механика.

К сожалению превысил лимит своих вложений и больше не могу вылаживать фотоматериалы. Это всё что смог вложить, не влезло ещё две фотографии.

Миниатюры

       

__________________
Квантовая механика.

Hydrazin, Вам и группе "Profi" повышен лимит вложений с 1 Мб до 10 Мб.
Кроме того, подняты ограничения по фотографиям до 1280x1024 и размер до 0,5 Мб.

Спасибо огромнейшее, это как раз то что надо.

__________________
Квантовая механика.

Ув. Hydrazin! Возможно ли уточнить следующие параметры:

1. Диаметр провода (той центральной жилы RG-6), возможно, попробую использовать посеребренный провод;
2. Тип термоусадки и ее номинальный размер (или более точную геометрию катушки с рис. 2.1) ;
3. Что за изоляторы установлены на концах вибраторов.

Доработка радиомодуля по полю на 6 дб - это ОЧЕНЬ ХОРОШО, но дальнейшее улучшение нужно искать либо в увеличении мощности (и конфликте с органами радионадзора), либо - в построении "продвинутого" радиоканала, как делают в некоторых системах связи, и здесь простым пользователям модернизация уже "не по зубам". Кстати, у меня в комплект PDL2000 входил уже новый радиомодуль, как на фотках, на основании чего делаю вывод: дальность связи в более новой модели увеличена только за счет "вылизывания" радиомодуля и доработки радиочасти брелока.

Если можно, то небольшое лирическое отступление на тему "что же сделано и что можно сделать". Итак, для улучшения надежности радиоканала, нужно реализовать следующие решения:
1. адаптивный выбор поддиапазона, в зависимости от уровня помех (вроде уже сделано);
2. применение помехоустойчивого кодирования небольшой эффективности, порядка 2-3 дБ, для борьбы с помехами на близком расстоянии, что эффективнее многократного повторения, использованного в PDL (в принципе, реализуемо без изменения схемотехники радиочастей);
3. адаптивная регулировка энергии информационного символа в зависимости от дальности связи, хотя бы двухуровневая (переход к сигналам с большой базой при работе на дальних расстояниях, скорее всего потребуется процессор с большей пиковой производительностью, например, ARM7).

Последний пункт мне видится очень важным и может быть реализован следующим образом:
вблизи (50-100 м) все работает в том же режиме, что и сейчас, а при потери связи, база посылает в эфир сигналы высокой энергии (большой длительности), соответственно, команды с брелка - тоже. При этом, система становится "тормозной", но можно реализовать управление на расстояниях, значительно больших, чем у NB сигнализаций при сохранении "диалоговости" и надежности.

Конечно, сигналка с усложненным радиоканалом будет стоить дороже, но, как мне кажется, за двухстороннюю связь на 1-2 км и диалоговый код, пользователь будет готов отдать больше денег, пусть даже реакция системы при удалении от автомобиля будет становиться "тормозной".

Ребята, я тестил 2500 стандартную, собранную на столе,- дальностью был просто удивлен.
Порядка полутора километров на прямой видимости без проблем, - проходит 85-90 % команд с брелка; обратно все сто!
После установки на авто не смотрел, но сделаю обязательно.
Был ещё один момент, который порадовал, приживил к 2000-ной брелок от 2500-ой;- про проблемы с радиоканалом клиент сразу же забыл. Дальность возросла в 4-5 раз, система стала заметно быстрей отзываться.
Из всего выше сказанного, думаю дело в брелках, точнее в качестве их радиоканалов!

P.s. Увеличение дальности конечно актуально, но не так как раньше.
Хотя, конечно, рекорды бить всегда приятно, удачи в дальнейших разработках!!!

1. Диаметр жилы составляет 1 мм.
2. Вопрос закономерный, я применил кембрик тот что был под рукой, т.к. это были только предварительные исследования. В дальнейшем собираюсь перейти на стандартный номерной кембрик чтобы каждый смог повторить полученные результаты. Если подождёте немного то выложу новые данные привязанные к типу кембрика.
3. На концах надеты концевики выполненные из того же кембрика из эстетических соображений.

__________________
Квантовая механика.

Спасибо, жду дополнительных данных по термоусадке.

Если не увеличивали мощность передатчика в брелке, то увеличения в 4-5 раз по дальности невозможно по определению (либо предыдущие брелки были "никуда не годными", чувствительность приемника предполагаем не изменившейся). Hydrazin путем доработки и тщательной настройки смог увеличить эквивалентую мощность передатчика в 4 раза, т.е. дальность - до 2-х раз, но при серийном производстве таких результатов добиться вряд ли получится. Для увеличения дальности в 4-5 раз требуется либо повысить в 16-25 раз мощность, либо во столько же раз понизить скорость передачи данных, либо применить фазированную антенную решетку . Дальность моей системы (не доработанная PDL2000 v6.130 с модулем RFM100v3.2) порядка 150 м в условиях застройки (2 мешающих здания, но есть 100 метровый "волновой корридор" вдоль улицы).
Кстати, не нашел данных по мощности передатчиков брелка (в инструкции есть параметр "Мощность излучения" - менее 10 мВт) и базы (до 100 мВт?). При такой разнице в мощностях получается, что дальность канала оповещения может быть в 3 раза больше, чем командного, что похоже на правду. Может, разработчики приоткроют завесу тайны этих характеристик?
Также очень интересно, какие функции возложены на процессор PIC 18F1320. У него есть и приемлемый АЦП и сносная производительность, можно реализовать прием сложных сигналов. Неужели сделали помехоустойчивый кодек или какой другой "улучшайзер"? В моих брелках от PDL2000 в общем-то тот же процессор, а выходной транзистор явно меньшей мощности по сравнению с BFG591 новой версии базы. Новых брелков не видел, так что ничего про них сказать не могу.
Дополнительно, можно ли увеличить выходную мощность уменьшением номинала резистора в радиомодуле RFM100v3.2, как это было сделано для предыдущих вариантов?

Вот ещё фото на которые я ссылался в статье выше.

Миниатюры

   

__________________
Квантовая механика.