SimplePatch by ja ! :)

monitory, nagrywarki, itp

Moderatorzy: moderatorzy2014, moderatorzy

Awatar użytkownika
sigreg
Posty: 1008
Rejestracja: piątek 12 mar 2010, 14:54
Lokalizacja: Zabrze

SimplePatch by ja ! :)

Post autor: sigreg »

Hellol

Postanowilem w koncu otworzyc puszke pandory, i siegnac w magiczna otchlan anten i wysokich czestotliwosci. Ksiazki, materialy w internecie, oprogramowanie symulacyjne ktore sciagnalem "do celow testowych" (niekomercyjnych a jedynie edukacyjnych, wiec mam nadzieje ze moj grzech nie jest ciezki) - w koncu pozbylem sie z nich grubej warstwy kurzu.
Az w koncu nadejszla wiekopomna chwila :-) Poczulem sie na silach aby stworzyc samodzielnie swoja pierwsza prosta antene.

Oto:

SimplePatch


Wersja (juz) 3, poprawiona i urealniona, a przy tym pierwsza ktora doczekala sie rzeczywistego prototypu i testowana jest w realu.

Disclaimer: Jestem jedynie amatorem zaczynajacym swoja przygode z antenami. Jest to moja pierwsza antena i niemal z pewnoscia nie jest wolna od wad czy niedociagniec.

Idea projektu anteny bylo stworzenie czegos dla totalnego amatora (jak ja), ktory nie chce sie doktoryzowac przy budowie mozliwej prostej anteny, nie ma dostepu do zaawansowanych narzedzi i materialow, a chce zbudowac cos sam, latwo, tanio, i zeby dzialalo lepiej niz bacik. Tak narodzila sie idea anteny SimplePatch, ktora staralem sie zaprojektowac jako jeszcze prostsza niz "goof proof patch" z rc-cam.

Co poprawilem wzgl. Goof Proof:
- brak scietych rogow - kilka operacja do wykonania mniej, a pozatym nie chcemy tu zadnych polaryzacji kolowych :)
- element aktywny i pasywny sa kwadratami umieszczonymi centrycznie wzgledem siebie
- zasymulowane drewniane klocki dystansowe - antena jest obliczona na ich obecnosc miedzy elementem aktywnym i pasywny
- przewod antenowy sygnalowy lutowany do dolnej krawedzi promiennika, otwor trzeba wiercic tylko w reflektorze.

Ponizsza wersja zostala policzona na czestotliwosc 1280 MHz i impedancje Rx 50 Ohm (Lawmate). W przygotowaniu wersja na 75 ohm i wersje z laminatu.

Wyniki symulacji

Antena wyglada tak:

Obrazek

Widoczne drewniane klocki i przewod sygnalowy przy dolnej krawedzi promiennika.

Symulowany VSWR dla 1280 MHz = 1.003
Obrazek

Wspolczynnik odbicia (-10 uwazany jest juz za wystarczajacy)
Obrazek

Wykres promieniowania w plaszczyznie poziomej (to co nas interesuje)
Obrazek

Antena teoretycznie osiaga:

- zysk 2dB w stozku 70 st.
- zysk 4 dB w stozku 50 st.
- zysk 6 db w stozku 30 st.
- zysk 7 db w stozku 20 st.


Wymiary dla czestotliwosci 1280 MHz i impedancji 50 Ohm (Lawmate)

Dla pedantow:
- blacha grubosci 0.5 mm
- bok mniejszego elementu: 104.27 mm
- bok wiekszego elementu: 233.38 mm
- otwor o srednicy 3 mm
- bok klocka dystansowego 10 mm
- dystans miedzy elementami: 10.27 mm

Symulowane wlasnosci dla powyzszych wymiarow:
- VSWR 1.002
- wsp. odbicia -56 dB
- maksymalny zysk teoretyczny 7.7 dB

Dla zwyklych lataczy :-)
- blacha grubosci od 0.3 do 0.8 mm
- bok mniejszego elementu: 104 mm
- bok wiekszego elementu: 233 mm
- otwor o srednicy 3-4 mm
- bok klocka dystansowego 8-12 mm
- dystans miedzy elementami: 10 mm

Symulowane wlasnosci dla powyzszych wymiarow:
- VSWR 1.1
- wsp. odbicia -26 dB
- maksymalny zysk teoretyczny 7.7 dB

Wymiary dla czestotliwosci 1280 MHz i impedancji 75 Ohm (Fox i inne)

Dla pedantow:
- blacha grubosci 0.5 mm
- bok mniejszego elementu: 100.7 mm
- bok wiekszego elementu: 233.0 mm
- otwor o srednicy 3 mm
- bok klocka dystansowego 10 mm
- dystans miedzy elementami: 13.7 mm

Symulowane wlasnosci dla powyzszych wymiarow:
- VSWR 1.004
- wsp. odbicia -52 dB
- maksymalny zysk teoretyczny 8 dB

Dla zwyklych lataczy :-)
- blacha grubosci od 0.3 do 0.8 mm
- bok mniejszego elementu: 101 mm
- bok wiekszego elementu: 233 mm
- otwor o srednicy 3-4 mm
- bok klocka dystansowego 8-12 mm
- dystans miedzy elementami: 14 mm

Symulowane wlasnosci dla powyzszych wymiarow:
- VSWR 1.1
- wsp. odbicia -27 dB
- maksymalny zysk teoretyczny 8 dB

Jak beda potrzebne wymiary dla innych czestotliwosci to dajcie znac, policze i uzupelnie.

Testy prototypu

Na chwile obecna dzieki odwadze kolegi pma prototyp zostal przetestowany na odleglosc do 4050 metrow przy nadajniku 800 mW, z bardzo dobrym wynikiem (czysty sygnal bez zaklocen).

Grzesiek
Ostatnio zmieniony poniedziałek 20 sie 2012, 10:50 przez sigreg, łącznie zmieniany 4 razy.
FPV - Your world from my perspective :)
Awatar użytkownika
Rurek
Posty: 16419
Rejestracja: środa 10 mar 2010, 15:21
Lokalizacja: AIP ENR 5.5 - AAA 153 :-)

Post autor: Rurek »

Nie znam się i nie będę odnosił się do Twojego projektu merytorycznie :-) ale...
1) na antence GP-PATCH (uwaga drobna - popraw swój post :-) z rc-cam.COM czyli zagranicznego ;-) ) nasz kolega Klocolus zrobił >20km i to nie przykładając się do mikronów w wymiarach, z grubsza uciął...
2) Z tymi dystansami piszesz "z materiału niemagnetycznego" - a przecież to nie chodzi o magnetyzm a przenikalność magnetyczną ;-) i dobrze by było liczyć projekt uwzględniając ten parametr i pisząc nam maluczkim: "policzyłem dla twardej balsy i ma być 16mm"
3) Najlepiej jakbyś wykonał ją i porównał w praktyce z GP-Patchem....wtedy wnioski powinny być oczywistsze....

A tak poza tym to gratuluję zacięcia bo to voo-doo jest z tymi antenami i całą w.cz. :-)
infekcja FPV postępuje w zastraszającym tempie...
Awatar użytkownika
sigreg
Posty: 1008
Rejestracja: piątek 12 mar 2010, 14:54
Lokalizacja: Zabrze

Post autor: sigreg »

Hello Rurku,

No to nie wiem jak z tym GP patchem, ale u mnie niespecjalnie sie sprawdzil (robiony wg wymiarow z naszego forum). Pierwsza antena wyszla srednio jesli chodzi o wymiary, cialem blache kiepskimi nozycami, wyszlo krzywo, porobily sie zadziory ktore trzeba bylo rownac pilnikiem itd. W efekcie trzymanie wymiarow bylo delikatnie mowiac "umowne" ;-) Antena dzialala, niezle, ale jednak brakowalo jej roche do tzw "wow factor" w porownaniu do fabrycznego bacika. Zrobilem wiec druga mocno sie przykladajac do utrzymania wymiarow, tnac szlifierka katowa zamiast nozyc, dbajac o idealnie plaskie powierzchnie, rezygnujac z malowania itd. Efekt byl ... gorszy niz w antenie pierwszej. Video z nadajnika 1W tracilem juz po 800 metrach (na baciku latam do 1500 metrow). Szczerze mowiac - nie mam pojecia jak to mozliwe skoro jak piszesz kolega lata na tej antenie 20 km, u mnie jakims cudem sprawuje sie naprawde kiepsko. No ale tak jest, w efekcie patch jezdzi w aucie a latam na baciku.
Jednak nie ma tego zlego... 8-) Dzieki temu w koncu przysiadlem do gromadzonych od dawna materialow ktorych jakos wczesniej nawet kijem nie chcialem tknac, i zaczalem "probowac" (to dobre okreslenie) zrozumiec chociaz podstawy o co w tym wszystkim chodzi.

(proponuje to wszystko powyzej przeniesc do watku o GP)

Co do przenikalnosci magnetycznej drewna - to nie problem. Dla drewna jak i dla wiekszosci innych dielektrykow przenikalnosc magnetyczna = 0. Ale zwrociles mi uwage na inny problem.
W tym konkretnym przypadku role gra inny parametr - przenikalnosc elektryczna (epsilon), czyli mowiac po ludzku - jak bardzo dielektryczny jest dielektryk. I tu pojawia sie klopot jesli chodzi o drewno, mianowicie jego przenikalnosc zalezna jest miedzy innymi od wilgotnosci, a drewno latwo "nasiaka" wilgocia z powietrza co zmienia jego wlasciwosci elektryczne :-?
Pytanie - jesli nie drewno na dystanse to co ? Jaki latwy w obrobce material dielektryczny posiada w domu przecietny modelarz (ewentualnie co mozna latwo i tanio zakupic), z ktorego mozna zrobic dystanse ?

Greg
FPV - Your world from my perspective :)
jedrus
Posty: 1531
Rejestracja: piątek 24 cze 2011, 13:22
Lokalizacja: PL/ okolice W-Wy

Post autor: jedrus »

Plastikowe kołki?
Awatar użytkownika
pma_
Posty: 4659
Rejestracja: sobota 08 maja 2010, 09:43
Lokalizacja: Gliwice/Katowice

Post autor: pma_ »

Rura laminatowa
samolot max 4579/1293 analog, DJI do końca zasięgu :)
coper max 1729(na 5.8)
Awatar użytkownika
ECO400
Posty: 5743
Rejestracja: poniedziałek 01 lut 2010, 13:53
Lokalizacja: Wrocław

Post autor: ECO400 »

pma_ pisze:Rura laminatowa
tylko nie węglowa bo ona przewodzi prąd ;-)
Qmar
Posty: 32
Rejestracja: czwartek 30 gru 2010, 00:21
Lokalizacja: Mazury

Post autor: Qmar »

Osłonki igieł do zastrzyków. Super izolator.
Awatar użytkownika
smook
Posty: 217
Rejestracja: czwartek 31 maja 2012, 13:03
Lokalizacja: Warszawa

Post autor: smook »

a czym ta symulacja zrobiona?

cheers
smook
Awatar użytkownika
sigreg
Posty: 1008
Rejestracja: piątek 12 mar 2010, 14:54
Lokalizacja: Zabrze

Post autor: sigreg »

Sofcik nazywa sie CSM Studio Suite. Dosyc spory kombajn, ciagle odkrywam nowe ficzery...
FPV - Your world from my perspective :)
Awatar użytkownika
pma_
Posty: 4659
Rejestracja: sobota 08 maja 2010, 09:43
Lokalizacja: Gliwice/Katowice

Post autor: pma_ »

ECO400 pisze:
pma_ pisze:Rura laminatowa
tylko nie węglowa bo ona przewodzi prąd ;-)
Myślałem oczywiście o szklanym :)
samolot max 4579/1293 analog, DJI do końca zasięgu :)
coper max 1729(na 5.8)
Awatar użytkownika
sigreg
Posty: 1008
Rejestracja: piątek 12 mar 2010, 14:54
Lokalizacja: Zabrze

Post autor: sigreg »

Opis budowy

1. Materialy i narzedzia

Antene budujemy z dwoch kawalkow blachy. Sprawdza sie kazda latwo dostepna blacha metalowa, czyli stal zwykla, stal chromowana, stal cynkowana, stal niklowana, stal nierdzewna, aluminium, miedz. Pamietajmy ze do blachy trzeba przylutowac przewody, wiec wybierzmy material ktory sie lutuje. NIE UZYWAMY LAMINATOW o ile przy wymiarach nie pisze ze policzone dla anteny laminatowej !
Sprawdzona grubosc blachy to od 0.3 do 0.8 mm w tym zakresie roznice w charakterystyce anteny sa pomijalne, dalej nie sprawdzalem. Optimum grubosci blachy to 0.5 mm
Oprocz blachy potrzebne beda listewki drewniane o przekroju kwadratowym, bok od 8 do 12 mm, optimum 10 mm. Nada sie kazdy gatunek drewna "konstrukcyjnego" dostepnego w naszych marketach i modelarniach, unikamy jedynie gatunkow bardzo ciezkich jak dąb i bardzo lekkich jak lekka balsa. Optimum to listewki sosnowe, bukowe, swierkowe itd .. typowy i tani asortyment marketowy i modelarski.
Przyda sie tez jakis srodek do konserwacji drewna zeby nie naciagalo wilgoci, i klej epoksydowy do klejenia calosci.
Z narzedzi potrzebowac bedziemy cos do ciecia blachy (nozyce, gilotyna do blachy, szlifiera kątowa), lutownice, i ewentualnie pistolet na goracy klej.
Potrzebujemy jeszcze czegos do trasowania blach, idealny jest rysik traserski jako ze zostawia wyrazna i cienka linie. Moze byc jakiekolwiek ostre narzedzie ktorym mozna rysowac bo blasze, ewentualnie pisak permanentny.
Trzeba tez miec czym mierzyc, wiec wszelkie linijki, suwmiarki, proste profile aluminiowe do wyznaczania prostych linii.. cokolwiek posiadamy.

2. Budowa

Zaczynamy od przygotowania materialu i sprzetu do trasowania

Obrazek

Trasujemy zarys obu kwadratowych elementow wg wymiarow podanych dla naszej czestotliwosci. Wycinamy najdokladniej jak potrafimy starajac sie nie giac blachy, mozna ciac bezpiecznie z naddatkiem, ale trzeba pozniej nadmiar wyrownac do wyrysowanej linii. Jesli blacha pogiela sie podczas ciecia trzeba ja wyprostowac, chodzi nam o mozliwie rowne i plaskie elementy. Po cieciu wyrownujemy krawedzie az do wyznaczonej linii i na koniec je tepimy. Krawdz blachy po cieciu jest ostra - wiec lepiej nie pomijac tego kroku.

Po wycieciu i wyrownaniu elementow trasujemy na obu os pionowa i pozioma. Osie musza byc oczywiscie dokladnie w srodku dlugosci bokow, jest to o tyle wazne ze wg osi srodkowych bedziemy wszystko pozycjonowac, wiec warto sie przylozyc. Powinnismy uzyskac taki efekt:

Obrazek

Na zdjeciu elementy sa probnie spozycjonowane, w takiej pozycji beda sklejone z dystansami. Majac elementy spozycjonowane jak powyzej, odrysowujemy na jednej osi reflektora (duzy element) miejsce gdzie wypada krawedz promiennika (maly element), w tym miejscu wiercimy otwor w reflektorze na przewod antenowy.
Nastepnie odkladamy mniejszy element, i na wiekszym trasujemy dodatkowe linie, w sumie 4, kazda w odleglosci 40 mm po lewej lub prawej stronie pionowej i poziomej osi pionowej. Chcemy uzyskac efekt jak na ponizszym zdjeciu:

Obrazek

W miejscu przeciecia tych dodatkowych linii bedziemy wklejac dystanse.

Przygotowanie samych dystansow nie jest trudne, ale wymaga troche pracy. Zwlaszcza ze... warto przygotowac 8 sztuk, chociaz potrzebujemy tylko 4. Dlaczego ?
Zalezy nam na wlasciwej odleglosci miedzy elementami, ale jednoczesnie klej tez musi miec troche przestrzeni. Do tego warstwa kleju miedzy dystansem a blacha jest dodatkowym zabezpieczeniem, w razie gdyby drewno mimo lakierowania nasiaklo wilgocia i zdecydowalo sie przewodzic prad miedzy elementami. Jako ze trudno byloby zachowac prawidlowa odleglosc miedzy radiatorem i promiennikiem skoro dystanse "wisza" w kleju a gorny element na niczym sie nie opiera podczas wiazania kleju, powinnismy przygotowac 8 dystansow:

- 4 sztuki to dystanse "wlasciwe", krotsze od wymaganego wymiaru pomiedzy elementami o 0.2 mm. To sa dystanse ktore bedziemy wklejac, dlatego tez warto je zabezpieczyc lakierem lub innym srodkiem przed naciaganiem wilgoci. W trakcie uzytkowania anteny w roznych warunkach drewno moze nasiakac woda co mocno zmienia jego wlasciwosci, a tego nie chcemy.

- pozostale 4 sztuki to dystanse pomocnicze, wyciete dokladnie na wymagany wymiar. Na nich bedzie opierac sie gorny element w trakcie wiazania kleju, dzieki czemu zachowamy wymagana odleglosc miedzy elementami.

Jak ktos jest niecierpliwy bo pogoda fajna i latac sie chce to.. smolic to :mrgreen: Wystarczy przygotowac 4 dystanse dokladnie na wymiar i je wkleic. Z tym ze wiadomo - gdy drewno nasiaknie wilgocia moze byc roznie, choc antena pewnie i tak bedzie dzialac.

Ponizej zdjecie rodzinne calej osemki. Dystanse po lewej to te ktore beda wklejane, sa krotsze o 0.2 mm od wymaganego wymiaru, zostaly tez polakierowane. Te po lewej to dystanse pomocnicze, dociete dokladnie na wymiar. Na zdjeciu widac tez lekko zmatowione miejsca gdzie wklejane beda dystanse.

Obrazek

Dystanse lakierowane (krotsze) wklejamy w miejsca gdzie przecinaja nam sie linie pomocnicze, dystanse dodatkowe ustawiamy zaraz obok jako podporki:

Obrazek

Gdy na wiekszym elemencie wszystko mamy rozmieszczone jak nalezy, smarujemy klejem gore dystansow lakierowanych i naklejamy mniejszy element tak, zeby patrzac z gory osie elementu wiekszego i mniejszego nam sie pokrywaly (elementy musza byc spozycjonowane centrycznie).

Obrazek

Na gore dorzucamy encyklopedie albo inny porzadny kawal wiedzy, czy tez co tam kto ma, zeby docisnac elementy tak aby oparly sie na podporkach na czas wiazania kleju.

Po wyschnieciu kleju pozostaje juz tylko dolutowac przewod antenowy. Przewod centralny przeprowadzamy w izolacji przez otwor, sciagamy izolacje tylko z koncowki i lutujemy do krawedzi mniejszego elementu. Oplot lutujemy z tylu wiekszego elementu. Miejsce lutowania oplotu warto zalac goracym klejem zeby usztywnic polaczenie przewod-antena. Bez tego zabiegu prawdopodobnie szybko pozrywamy delikatne druciki poruszajac przewodem w trakcie uzywania czy transportu anteny.

Ot i wszystko. Gotowy zawodnik:

Obrazek
FPV - Your world from my perspective :)
Awatar użytkownika
pbrys
Posty: 1663
Rejestracja: czwartek 10 lis 2011, 18:52
Lokalizacja: Lubienia

Post autor: pbrys »

to jeszcze testy praktyczne i będziemy wiedzieć czy jest coś wart ta antena ;-)
Awatar użytkownika
pma_
Posty: 4659
Rejestracja: sobota 08 maja 2010, 09:43
Lokalizacja: Gliwice/Katowice

Post autor: pma_ »

pbrys pisze:to jeszcze testy praktyczne i będziemy wiedzieć czy jest coś wart ta antena ;-)
testy praktyczne było 4km na foxie 800mW, zero problemów, mój biquad stracił na 3,8km zasięg (ale był na ziemi).

Dotarł do mnie laminat więc w tym tygodniu na pewno zbuduję antenę i porównam z posiadanym biquadem.
samolot max 4579/1293 analog, DJI do końca zasięgu :)
coper max 1729(na 5.8)
Awatar użytkownika
pbrys
Posty: 1663
Rejestracja: czwartek 10 lis 2011, 18:52
Lokalizacja: Lubienia

Post autor: pbrys »

na antenie z wątku http://rc-fpv.pl/viewtopic.php?t=7483 zrobiłem 18km a autor tego wątku pisał że jest coś nie tak z tą anteną
Awatar użytkownika
sigreg
Posty: 1008
Rejestracja: piątek 12 mar 2010, 14:54
Lokalizacja: Zabrze

Post autor: sigreg »

Cos bylo nie tak bo mowiac wprost - sknocilem ja przy budowie popelniajac karygodne bledy :oops: Oczywiscie z tych bledow zdaje sobie sprawe teraz, gdy chociaz otarlem sie o temat. Tak ze nie ma tu niczyjej winy poza moja wlasna owczesna niewiedza. Co ciekawe zbudowalem dwie takie anteny i w obu popelnilem ten sam blad, pomimo tego ze opis budowy byl krok po kroku.
Ale dzieki temu wzialem "byka za rogi", podszkolilem sie, i nawet cala ta magia zaczela mi sie podobac, wiec nie ma tego zlego. A jesli wynikiem "bledow zoltodzioba" bedzie fajna, prosta, i dobrze policzona antenka to juz wogole.

Czy ta antena sie sprawdzi - nie wiem. Nie mamy na razie jak tutaj w zabrzu przetestowac na dalej niz 4 km, bo nikt na razie nie lata dalej niz pma na jego magicznym spektrum, a na tych 4 km odbior byl wciaz super. Ale jak pisalem, to dopiero moje poczatki, i nie ukrywam ze jestem wciaz zoltodziobem w temacie ktory raczej na pewno wciaz wiecej nie wie niz wie.

Moze ta antena bedzie troche gorsza niz goof proof patch, ale prostsza w budowie, moze taka sama, a moze nawet odrobine lepsza ? Nie wiem, nie chodzi mi o "sciganie sie" czy udowodnianie czegokolwiek. Traktuje to jako projekt "edukacyjny", na pewno mozna tu jeszcze sporo poprawic, tylko wiedzy mi "nie staje" ;-) Z pewnoscia pojawia sie kolejne projekty bo temat na tyle mnie wciagnal ze nie planuje zakonczyc edukacji na jednej prostej antenie.

A jesli okaze sie ze ta antenka spisuje sie calkiem dobrze... to pozostanie mi tylko sie cieszyc :lol:
FPV - Your world from my perspective :)
ODPOWIEDZ