На работе мне подарили "новый" роутер ADSL. Из полезного в нём - блок питания на 19 вольт и антенны.
Разобрал антенну (роутер заявлен как двухдиапазонный 2.4 и 5 ГГц), чтобы посмотреть конструкцию...

Под пластиковым кожухом антенны роутера находится обычный коаксиальный диполь из двух латунных трубок.
Их соединяет жесткая термоусадочная трубка, под которой находится узел питания.

Плечи 27 мм верхняя часть, 20 мм нижняя ("стакан"), промежуток 5мм. У такого диполя оплётка подключается к нижней трубке (которая выполняет функцию BalUn 1:1), а жила кабеля к верхней.

Создал в программе электромагнитного моделирования MMANA модель, расчёт которой подтвердил, что антенна обладает резонансом на частоте 2.4 ГГц (для Wi-Fi) и достаточно широкополосна - перекрывает по уровню КСВ<2 диапазон 2150-2600 МГц.

Работа на второй и третьей гармониках

4800 МГц (вторая гармоника) - КСВ=3.8 (Z = 100 - j88.29).
5600 МГц (Wi-Fi 5 ГГц) - КСВ=3.6 МГц (Z = 85 - j82). При использовании пластикового экрана частота резонанса сместится вниз и можно ждать КСВ=1.7
7200 МГц (третья гармоника) - КСВ=1.42 (Z=63 - j15). Хорошее согласование.

Соотношение размеров

Видно, что по какой-то причине длина не 0.5 длины волны, а всего 0.416 лямбда. Сказывается толщина трубки. Также, я не учёл влияние диэлектрика внешнего пластикового чехла антенны. Видимо, КСВ в реальности составляет около 1.2 в диапазоне Wi-Fi, как и в модели. От диэлектрика оболочки антенны может быть смещение частоты резонанса вниз, в сторону более низких частот.

Влияние размеров антенны на комплексное входное сопротивление антенны

Исследуем этот диполь несимметричной конструкции. Изменяя в небольших пределах размеры плечей диполя можно наблюдать за изменением входного сопротивления.

1. Увеличение длинного плеча на 1мм при сокращении короткого на 1мм -
   • повышает входное сопротивление на 1 Ом
   • смещает частоту резонанса вверх (-j1)
2. Укорочение длинного плеча на 1мм и удлинение короткого на 1мм
   • снижает входное сопротивление на 0.7 Ом
   • смещает резонанс вниз (+j0.57)
3. Увеличение диаметра окружности (диаметра трубки) антенны на 5%
   • немного понижает частоту резонанса (+j0.6)

Масштабирование и упрощение антенны на 145 МГц / 435 МГц

Чем данная антенна может быть интересна для радиолюбителей? Например, масштабированием антенны на 435 МГц и 145 МГц по принципу подобия.
Вместо металлической трубки можно использовать набор проводов. Дальнейшее упрощение: избавляемся от третьего измерения - толщины.
Имеет место проволочная, плоская антенна из двух прямоугольников. Которую в дальнейшем подверг оптимизации в программе MMANA.

вариант 1:
верхний прямоугольник 435 x 160,
нижний прямоугольник 311 x 160,
расстояние между ними 33 мм.

Усиление на 145 МГц - 2.11 dbi, КСВ не хуже 1,2 в диапазоне 144-146 МГц. КСВ смещён к 146 МГц.
Усиление на 438 МГц - 5.0 dbi, КСВ около 1.5 в диапазоне 430-440 МГц

КСВ 144

КСВ 435

вариант 2:
верхний прямоугольник 459 x 170,
нижний прямоугольник 313 x 170,
расстояние между ними 16 мм.

Оба варианта равнозначны по параметрам: усиление и согласование одинаковые. Поляризация вертикальная (горизонтальная составляющая излучения практически отсутствует).

Материал - проволока любого диаметра. Оплётка кабеля крепится к нижнему прямоугольнику, а жила к верхнему.
Настройка: сближением двух прямоугольников. Примерные габариты антенны - 0.46 на 0.17 метра.

Модели MMANA - исходной антенны на 2400 МГц и проволочной на 145/435 МГц (2 варианта):
mmana_wifi_145_435.zip

Антенна для диапазона FM 88-108 МГц

Дальнейшее масштабирование антенны произвёл на радиовещательный диапазон FM.
Где выполнил оптимизацию размеров, что позволило добиться широкой полосы согласования по уровню КСВ<3 в диапазоне частот 88-106 МГц.

Размеры антенны из проволоки на диапазон FM:

• верхний прямоугольник 603 x 240 мм
• нижний прямоугольник 542 x 240 мм
• расстояние между ними в точке питания 52 мм.

Изготовление: также из провода (материал и диаметр не важны). Антенна плоская, как и предыдущие варианты. Для установки на окне или за окном. Входное сопротивление антенны 50 Ом, для использования с кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом.

Похожие публикации

FM радиостанции города Сосновый Бор

Балконная антенна 7-28 МГц из удочки, с автоматическим тюнером

4-элементная яги на 144 МГц

Самодельное основание для мобильной КВ антенны

FM радиостанции города Кингисепп