Здравствуйте, хочу обратиться за помощью.

Мне была поставлена задача выбора наилучшей антенны для приёма и передачи сигнала.
Условия такие: либо сигнала передаётся через несколько этажей (например, с 9-го на 5-ый или же с 1-го на 5-ый, разницы особо нет), либо на расстояния примерно 300м. Но антенна, которая будет устанавливаться на плату, будет одна и та же для обоих случаев.

Частота сигнала 433МГц. Антенна будет четвертьволновой.
Диаграмма направленности должна быть сферической.

Рассматривал разные варианты и пришел к выводу, что наиболее эффективными будут спиральная антенна (немного хуже характеристики, чем у штыревой, но спиральная дешевле, что так же важно) или же керамическая.

Хотелось бы услышать Ваше мнение о том, правильно ли подобраны антенны (может есть ещё лучшие антенны, я мог пропустить), потому что это моё первое задание, скажем так, не хотелось бы совершать грубых ошибок.

Благодарю за внимание.

Антенна будет четвертьволновой.
Диаграмма направленности должна быть сферической.
Не должна.

что наиболее эффективными будут спиральная антенна (немного хуже характеристики, чем у штыревой, но спиральная дешевле, что так же важно) или же керамическая.
Так спиральная та же штыревая, только свернутая в спираль) Она не может быть более эффективной, почитайте что такой действующая длина, она будет менее эффективной, и тем менее - чем короче спираль.
или же керамическая.
Это вообще что такое?

потому что это моё первое задание, скажем так, не хотелось бы совершать грубых ошибок.
Дипломная или курсовая работа?

PS вам бы учебник по антеннам почитать для начала.

Не написали, что именно требуется передавать - звук (моно), или радиоуправление (малый объём данных) - любой качественный приёмопередатчик справится, 10 мВт слышно на дешёвую рацию-мыльницу на 500м в застройке, со "спиралькой" на рации и 1/4 на передатчике. Видео, или "мегабиты" - на этом диапазоне можно сразу забыть!
Про АМ радиомодули "на трёх транзисторах" - тоже сразу забыть.

Это Дипломная.
PS вам бы учебник по антеннам почитать для начала.
Был бы рад, если бы Вы посоветовали учебник, так как конкретно для данной задачи я учебника не нашел хорошего, всё, в основном, завязано на СВЧ-диапазоне.

Диаграмма направленности должна быть сферической.
Не должна.
Вообще говоря, примерно сферической она и будет)

что наиболее эффективными будут спиральная антенна (немного хуже характеристики, чем у штыревой, но спиральная дешевле, что так же важно) или же керамическая.
Так спиральная та же штыревая, только свернутая в спираль) Она не может быть более эффективной, почитайте что такой действующая длина, она будет менее эффективной, и тем менее - чем короче спираль.
Вообще, если бы это было одно и тоже, в этом не было бы никакой нужды. Спиральная, всё же, по характеристикам, немного хуже.

или же керамическая.
Это вообще что такое?
Более дорогая, но так же более эффективная альтернатива печатной антенне.

Не написали, что именно требуется передавать - звук (моно), или радиоуправление (малый объём данных) - любой качественный приёмопередатчик справится, 10 мВт слышно на дешёвую рацию-мыльницу на 500м в застройке, со "спиралькой" на рации и 1/4 на передатчике. Видео, или "мегабиты" - на этом диапазоне можно сразу забыть!
Полагаю, не большой объем данных будет.

Вообще говоря, примерно сферической она и будет)


Сферическую ДН имеет изотропный излучатель, в реальности он не существует. Квази сферическую, с не глубокими провалами в ДН можно организовать. Если бы я решал Вашу задачу, то исходил бы из основного требования по габаритам антенны вместе с Ground устройства. Каковы они? Если учитывать и стоимость изделия, то дешевле делать PCB антенну. Если сами не справитесь, пишите в личку -разработаю Вам нужную антенну в электромагнитном симуляторе HFSS или CST.

Антенна будет четвертьволновой.
А полуволновой диполь не? Не канает?

Более дорогая, но так же более эффективная альтернатива печатной антенне.
Так и пишите, что это подложка, а не антенна. Patch антенна - общее название для подобных.

Вообще говоря, примерно сферической она и будет)
Ни за что, потому что:
Сферическую ДН имеет изотропный излучатель, в реальности он не существует.
А вот это четвертьволновый излучатель http://lib.qrz.ru/files/images/antenns/chapter12/12-36.jpg

И еще один немаловажный вопрос не затронут - что будет в качестве земли у четвертьволнового излучателя? Сам по себе он не является полноценной антенной, ему нужна "земля", в качестве которого либо делают "искусственную землю", либо шасси передатчика (устройства) выполняет эту функцию.

Вообще, если бы это было одно и тоже, в этом не было бы никакой нужды. Спиральная, всё же, по характеристикам, немного хуже.
Спиральная есть укороченная штыревая. Делается так исключительно в качестве компромиссного решения, когда нельзя применить полноразмерную.

Был бы рад, если бы Вы посоветовали учебник, так как конкретно для данной задачи я учебника не нашел хорошего, всё, в основном, завязано на СВЧ-диапазоне.
Наверное не очень хорошо искали) Учебников разных в сети навалом. Для общего понимания, если есть в голове представления о основах физики и электромагнитных волнах, для первого знакомства, можно почитать простые статьи:
http://www.cqham.ru/rk3zk/1-1-1.htm
https://habrahabr.ru/post/158273/
Если нужен именно вузовский учебник, с примерами расчетов или моделирования, это уже несколько другой запрос. Старые, со всеми формулами, найти в инете не проблема, все зависит от того, насколько вам требуется углубляться в теорию, для расчета простой антенны это не всегда требуется.

Условия такие: либо сигнала передаётся через несколько этажей (например, с 9-го на 5-ый или же с 1-го на 5-ый, разницы особо нет), либо на расстояния примерно 300м.
Вообще передача голоса или некой телеметрии через несколько этажей задача достаточна банальна. Все упирается в доступную мощность, про которую не слова не сказано...
Непонятно про 300м, что это означает? 300м открытого пространства? Так там и 10мВт в относительно чистом эфире хватит... Или 300м городской застройки со зданиями и загаженым эфиром? Уточните пожалуйста.

Антенна будет четвертьволновой.
А полуволновой диполь не? Не канает?
Нет, задание именно на 1/4волновой.

Вообще говоря, примерно сферической она и будет)
Ни за что, потому что:
Разумеется, об идеальной сфере никто и не говорит. Но провал в ДН (тут не на личном опыте, его нет ещё, а со слов руководителя) нивилируется за счет переотражений (расположение устройства предусматривается в многоэтажных домах, где будут происходить переотражения).

Непонятно про 300м, что это означает?
Например, эта система так же будет использоваться в частных секторах (для сбора данных) и расстояние между домом и приемной антенной может достигать 300м.

Наверное не очень хорошо искали)
Возможно, спорить не стану, работа такого типа для меня совершенно новая!
А за ссылки - спасибо, обязательно прочту.

Вообще прошу прощения, если что-то непонятно с моих слов или коряво написано, так как впервые занимаюсь такой разработкой и так же в первый раз пользуюсь помощью на форумах)
Большое спасибо, что помогаете)

Но провал в ДН (тут не на личном опыте, его нет ещё, а со слов руководителя) нивилируется за счет переотражений (расположение устройства предусматривается в многоэтажных домах, где будут происходить переотражения).
Наличие переотражений как и других не относящихся к антенне факторов не имеет никакого отношения к ДН. А у штыревой антенны, как и у любой другой нет сферической ДН. То, что провалы несущественные и мало волнуют для использование радиоканала - совсем другое дело. Просто надо отделять мух от котлет.

непонятно с моих слов или коряво написано, так как впервые занимаюсь такой разработкой и так же в первый раз пользуюсь помощью на форумах)
Это заметно, поэтому возникает много дополнительных вопросов. Старайтесь формулировать вопросы как можно более детально, это позволит лучше понять их суть.
10 мВт вам должно быть достаточно на 300 метров в частном секторе, если модуляция достаточно помехоустойчивая, узкая полоса и невысокая скорость манипуляции. Еще раз, обратите внимание на то, что будет играть роль "земли" у вашей штыревой антенны. Ведь 1/4 длины волны это только половинка полуволнового диполя, обязательно должна быть вторая половинка, роль которой может играть шасси, подставка какая-то, крепление, кусочек провода или проводник на плате. Если вы её не сделаете (землю, противовес, как угодно можно называть), то не будет антенна нормально работать, а землю будет заменять провода питания и прочие элементы, в которых наведение вч токов является вредным обстоятельством.

Нет, задание именно на 1/4волновой.
Вы же понимаете, что не бывает просто 1/4 волновой антенны. Вместо еще одной 1/4 должно быть что-то еще или шасси устройства или корпус металический... Отсюда другой вопрос: антенна должна быть внешняя или внутренняя? Опять же сигналы этого диапазона не так уж хорошо проникают в помещение (уж всяко хуже более высоких частот) и если оборудование будет стоять в в каком-нибудь подвале, то могут быть проблемы... Опять же мощность передатчика. Но что-то мне подсказывает что 10мВт...

Но по мне так проще сделать спиральную антенну типа:
http://lasto.com/i/blog/main/p/1402501044.jpg
Работать она будет не на много хуже полноценной четверти с адекватным противовесом и при этом достаточно малогабаритна и малочувствительна к размеру противовеса.

не так уж хорошо проникают в помещение (уж всяко хуже более высоких частот)
Ровно наоборот.
Главные проблемы для него - затухание по пути распространения (стены, мебель, деревья, все что угодно) и помеховая обстановка, которая на этой частоте самая нерадужная. Но речь идет о антенне, остальное я так понимаю задано в ТЗ и мало волнует ТС.

Ну хз... Сотовый в квартире ловит более менее нормально везде, а рация только у окна (при этом даже если корреспондент в прямой видимости разница за окном и в центре комнате минимум 3-4 балла по S-метру).

Это не показатель.

Сотовый в квартире ловит более менее нормально везде, а рация только у окна (при этом даже если корреспондент в прямой видимости разница за окном и в центре комнате минимум 3-4 балла по S-метру).
Только сот сейчас "как грязи", вот и работает он везде в городе.
У меня при экспериментах на 433 были зоны хорошего приёма в глубине квартиры, при отсутствии сигнала на подоконнике. Когда я пытался принять 10мВт передатчик, находящийся от меня в километре городской застройки, на подоконнике первого этажа, я с ЛПДшкой на 6 этаже, то нашёл сигнал на грани слышимости в глубине комнаты в одной области (дом кирпичный).

У меня получалось так:

10 мВт - связь только внутри квартиры, у лифта появляются мертвые зоны.
При прямой видимости 60..100м.

100 мВт - связь со всеми соседями этажом выше и ниже.
При прямой видимости уверенная связь до километра.

1 Вт и Х-30 на балконе - связь с любой квартирой в доме и километр на земле в условиях плотной застройки и отсутствии прямой видимости.
Мой балкон на высоте 33м, и одним ваттом дергал почти все "репы" в Москве.

А выбором антенны для портативки не заморачивался, проще было купить "изделие" нужной мощности :)

Добавил.
Такими "опытами" занимался продвинутый молодняк лет двадцать назад.
И был установлен Закон:
Ватт=километр :)))

Это для случая, когда в самом деле нужна устойчивая связь, а не радиолюбительское баловство.
(вот тут слышу, а здесь не слышу)

У меня получалось так:

10 мВт - связь только внутри квартиры, у лифта появляются мертвые зоны.
При прямой видимости 60..100м.

Что-то тут не то... Или приёмник дубовый, или это результаты для WFM stereo. До 500м на прямой точно никаких мёртвых зон быть не должно. Для 1Вт результат примерно адекватный.

И был установлен Закон:
Ватт=километр :)))
Только некоторые лузеры понимают это как 5Вт=5км...25Вт=25км :-)

Sergey4565
или это результаты для WFM stereo

Да, это радионаушники.
Другого передатчика с мощностью 10 мВт у меня не было.
Радиоигрушки работали тоже только на расстоянии до 100м, но приемник у них и в самом деле дубовый :)

Ну, как бы ЧМ не самая пробивная модуляция, у того же DMR был бы сигнал без потерь качества...

Здравствуйте, прошу совета у опытных.
Имеется у меня система Альтоника Риф Ринг 701.
Передатчик в диспетчерской, приемник к первой сирене (работает нормально, расстояние 850 м )
Приемник ко второй сирене перестал принимать после увеличения отвалов между ним и передатчиком (оба работают от одного передатчика, расстояние 2100 м)
Есть возможность поставить практически посередине ретранслятор. Но прямой видимости "чуть-чуть" нет.
Собственно вопрос, радиосигналы на частоты 433,92 МГц хоть немного огибают препятствия, или проходят исключительно по прямой?
Мощность передатчика 0,1 Вт.

Нет, не огибают, тем более при такой мощности еще и затухают на прямой видимости... Ставьте выше антенну с большей эффективностью - например колинеарку А-300. Только на кабеле не экономьте, при длине кабеля 30 м нужен 10D-FB, не тоньше. Понимаю что дорого, но это будет дешевле чем ставить ретранслятор. 2100 м - плевое расстояние, если антенна будет.

У меня при экспериментах на 433 были зоны хорошего приёма в глубине квартиры, при отсутствии сигнала на подоконнике.
я помню, ещё в 90 годы один мой товарищ решил к служебному телефону на работе присоединить базовый блок какого-нибудь радиотелефона, а трубку иметь у себя дома, внутри квартиры, чтобы иметь дома свой телефон . Поскольку я в то время экспериментировал с такими вещами, я дал ему для пробы и сравнения Panasonic KX-T9080 (814/904 мгц, 20 милливатт) и Sanyo CLT55KM(254/382 мгц, 80 милливатт, 382 мгц- это частота передачи базового блока) . Подключили к линии и поставили оба базовых блока с их штатными антеннами, на подоконнике. Пока шли с работы до его дома с трубками и проверяли работу, разницы в качестве приёма не было. У него на кухне у окна (с металлической решёткой) тоже обе трубки работали примерно одинаково, но когда с ними пошли внутрь квартиры, то не прошли и трёх метров от окна, а в динамике трубки Sanyo уже началось довольно сильное шипение , в трубке панасоника по прежнему был гудок и на его фоне лишь незначительный шумочек, и только когда зашли с ней в ванную комнату, шипение стало уже довольно заметным, но всё ещё можно было разговаривать. А трубка Sanyo не работала там в ванной вообще. На улице, правда, картина получилась обратной. 900 мегагерцовый Панасоник "пробил" кажется, около двух дворов (метров сто пятьдесят примерно, ну, может, двести ,не больше), а Sanyo "открывал" базу даже на расстоянии около километра (дальше просто не проверяли)

M.ch вот такую поставьте и будет вам счастье http://www.altonika-sb.ru/index.php/safety/catalog/antena433/709-antena-4