Örnek tasarımlar

Tasarımcı dosyaları (<name>.design.json; biçim için Tasarımcı). *_867 tasarımları, uygulamadaki 867 MHz örneklerinin kaynaklarıdır. Masaüstü uygulaması bunları çalışma klasörünün modeller klasörüne salt okunur olarak kurar. Bu örneklerden birinde Yeni tasarım olarak aç… seçildiğinde Ana ekran › Tasarımlarınız altında düzenlenebilir bir kopya oluşturulur. Depodan çalışıyorsanız düzenlemek için dosyayı yeni bir adla python/models/ altına kopyalayın (*_867 adları örneklere ayrılmıştır). Diğer modeller gibi komut satırından da çalıştırabilirsiniz:

fairbeam run examples/designs/wideband_dipole_867.design.json --engine gpu --out /tmp/wideband

python/tests/test_example_designs.py, buradaki her tasarımın oluşturulabildiğini ve tasarım denetimlerinden geçtiğini doğrular.

Yarık yüklü geniş bant düzlemsel dipol, 867 MHz (wideband_dipole_867.design.json)

Kompozit (metal olmayan) gövdeli bir İHA için telemetri anteni; böyle bir gövdede bir monopole toprak düzlemi sağlayacak metal kaplama yoktur. 863–870 MHz SRD / LoRa bandında, bıçak radoma sığan dengeli baskı dipoldür. Düşey kutupludur ve azimutta her yöne ışıma yapar. Bant genişliği için kollar geniş, yüksekliği azaltmak için yarıklıdır.

Model. Düşey FR-4 şerit (f0 frekansında εr 4,3, tan δ 0,02; 1,6 mm; xz düzleminde, x uçuş ekseni, z yukarı), y = 0 yüzeyinde merkezdeki g besleme aralığının üstünde ve altında iki bakır kol (PEC levha) taşır. 50 Ω ayrık port aralığı köprüler. Her kol, aralıktaki wf genişliğindeki besleme dilinden ht geçiş yüksekliği boyunca tam w_arm genişliğine açılır; aralığın kenarından h_arm uzaklıktaki uca kadar uzanır. Her kolun iki dış kenarından içeri, l_s uzunluğunda ve w_s genişliğinde dört çift enine yarık açılır. Bunlar tasarımcının Katı kesimleridir ve parametreleri izler. İlk çift aralık kenarından z_s uzaklıktadır; sonrakiler p_s aralıklarla gelir. Üst kol bir kez çizilip kesilir, ardından alt kolu oluşturmak için z = 0'a göre aynalanır. Toprak düzlemi yoktur. Açık sınırlar PML'dir (8 hücre); her yönde 0,7 GHz'de çeyrek dalga boyu (107 mm) hava vardır. Otomatik mesh, 1,05 GHz'de dalga boyu başına 30 hücre kullanır (yaklaşık 270 000 hücre); her 2 mm yarık boyunca 2, kart kalınlığında 4 hücre vardır.

Karşılıklı yarıklar, her kolun ortasında w_arm − 2 l_s = 6 mm genişliğinde kesintisiz bir omurga bırakır. Geniş kol, akımın çoğunu dış kenarlarında taşır. Yarıklar bu yolu keser; akım her yarığın çevresinden dolanarak omurgada ve yarık uçlarında yoğunlaşır. f0 yüzey akımı haritası bunu gösterir. Elektriksel uzunluk artar; aynı yükseklikte rezonans aşağı kayar. Yarıklar karşılıklı çiftler halinde olduğundan yatay akımları birbirini götürür ve örüntü düşey kutuplu kalır.

Bant 0,7–1,05 GHz, durdurma ölçütü −60 dB; uzak alan ve yüzey akımı f0 frekansında, ışıma verimliliği bant boyunca 21 frekansta hesaplanır. Yarık sayısı kol başına dört çifttir; dosyada her yarık için bir kesim vardır. h_arm, slot_top değerinden büyük kalmalıdır; aksi halde son kesimler hiçbir şey kaldırmaz ve denetimler bunu bildirir.

Ayarlama (GPU motoru, çalıştırma başına yaklaşık 7 s). İlk tahmin (h_arm 60, wf 3, l_s 14) 0,758–0,897 GHz'de uyum verdi; bu bant fazla düşüktü ve en iyi uyum yalnızca −16,5 dB'ydi. Kolu kısaltmak bandı, h_arm başına mm'de yaklaşık %1,3 yukarı taşıdı. Daha geniş besleme dili, besleme endüktansını düşürür. h_arm = 56 için wf değerini 3'ten 10 mm'ye çıkarmak en iyi |S11|'i −16,8'den −19,3 dB'ye, bant genişliğini %18,2'den %19,9'a iyileştirdi. 58 mm'de 10'dan 18 mm'ye geçiş bunları −19,1'den −22,3 dB'ye ve %19,2'den %20,6'ya taşıdı (l_s = 14 için bant 0,797–0,976 GHz). Daha uzun yarıklar (l_s 17) rezonansı %5 düşürdü; her kolu 4 mm kısaltmak rezonansı geri getirdi ve bant genişliği %17,8 oldu.

Sonuçlar (varsayılanlar: PML 8, dalga boyu başına 30 hücre; GPU motoru, 6,6 s çözücü süresi):

Tasarım başlangıçta MUR sınırları ve dalga boyu başına 20 hücreyle ayarlandı. Bu durumda Dmax 2,21 dBi, yalnızca örüntüden 2,01 dBi ve empedans 41,8 + j6,4 Ω çıktı. Yalnızca çeyrek dalga boyu hava olduğunda MUR, güç dengesini saptıracak kadar yansıtır (aşağıdaki kılıflı dipolünde de aynısı ölçüldü). Dalga boyu başına 30 hücreli PML, iki Dmax tahminini 0,02 dB içine getirir ve artık varsayılandır; uyum neredeyse değişmedi.

Yarıklı ve yarıksız kollar. Yarıklar kaldırılıp wf, ht ve w_arm aynı tutulduğunda, kollar h_arm = 67 mm'de aynı rezonansa ulaşır: 0,847 GHz'de X = 0, bant 0,769–1,000 GHz'dir. Yarıklar uçtan uca yüksekliği, aynı 40 mm genişlikte 136'dan 110 mm'ye indirir (%19 kısalma). Bunun karşılığında bant daralır: yarıksız dipol %27 bantta uyum sağlar, 867 MHz'de −27 dB verir. Ayrıca yönlülüğü 0,2 dB daha yüksek (2,43 / örüntüden 2,19 dBi), azimut dalgalanması iki katıdır (0,27 dB).

Kuram ile karşılaştırma.

Uçtan uca 0,32 λ olan dipol, rezonanslı λ/2 dipolden kısadır. Yönlülüğü kısa dipolünki (1,76 dBi) ile λ/2 dipolünki arasındadır. Bu kadar kısa ince dipolde direnç yaklaşık 25 Ω olacakken, geniş kollar direnci 40 Ω civarında tutar ve ince dipolün iki–üç katı bant genişliği sağlar.

Sınırlamalar.

• Balun. Port dengelidir. Aralığa doğrudan bağlanan koaksiyel kablonun dış iletkeninde akım oluşur; bu akım ışıma yapar, örüntüyü eğer ve uyumu kaydırır. Uygulamada koaksiyeli alt kolun ortasından aralığa götürün; koldan ayrıldığı yere kovan tipi şok (867 MHz'de havada yaklaşık 86 mm λ/4 kovan veya ferrit boncuklar) ekleyin ya da kartın arkasına balun (daralan mikroşerit veya Marchand balun) basın. Bunların hiçbiri modelde yoktur.
• Radom ve FR-4 toleransı. Radom, boya ve bağlantı ayağı modellenmemiştir. İnce cam elyafı kabuk frekansı birkaç yüzde düşürür; FR-4'ün εr değeri tedarikçiye ve frekansa göre yaklaşık 4,2–4,7 arasında değişir. İkisi de çoğunlukla bandı aşağı taşır. Bant 870 MHz'in %11 üstüne, 863 MHz'in %6 altına uzanır; yaklaşık %10'a kadar aşağı kayma, 863–870 MHz'i bandın içinde tutar. Takılan radom daha fazla kaydırırsa h_arm değerini kısaltın: 1 mm yaklaşık %1,3 kaydırır.
• Montaj. Dipolün çevresi kompozit olmalıdır. Yaklaşık λ/4 (86 mm) içindeki karbon elyafı parçalar, kablolar, batarya ve metal donanım uyumu ve örüntüyü değiştirir. Besleme koaksiyelini kollardan uzaklaştırın; mümkünse kollara dik yönlendirin.
• Kayıplar. Bakır kayıpsızdır (PEC). Gerçek bakır verimde yüzde birkaç ondalık puan kaybettirir. FR-4 kaybı modellenmiştir. Alanın çoğu havada olduğundan yaklaşık %1 kayba yol açar.

Metal olmayan hava araçları için baskı meander dipol, 867 MHz (meander_dipole_867.design.json)

Gövdeye takılan monopol uygun bir toprak düzlemine ihtiyaç duyar. Kompozit veya köpük gövdede (cam elyafı, köpük, 3B baskı plastik) böyle bir kaplama yoktur. Bu gövdedeki monopolün karşı elemanı koaksiyel kablonun ekranı olur; uyum ve örüntü kablonun güzergâhına bağlı hale gelir. Dipol iki yarısını da kendisi taşır. Bu tasarım, yaklaşık 110 × 35 mm bıçak radoma sığan, 863–870 MHz için düşey bir baskı dipoldür.

Model. 1,6 mm FR-4 kart (εr 4,3, tan δ 0,02) xz düzlemindedir: x uçuş ekseni (+x arkaya), z yukarıdır. Bıçak biçimindeki dış hattı kökte 34 mm, uçta 22 mm genişliğindedir; ön kenar sweep kadar geriye eğilir. Bakır tek yüzdedir (y = 0); 35 µm kalınlıkla çizilir, levha olarak oluşturulur (tasarımcının ince metal varsayılanı). Her kol merkez aralığında l_feed uzunluğunda düz şeritle başlar, n dönüşlü meander ile devam eder (dönüş genişliği a, adım p; dönüş başına iki yatay basamak) ve kısa düz l_end bölümüyle biter. Alt kol üst kolun aynasıdır (her kol Katısında mirror dönüşümü). Böylece iki kolun basamaklarındaki yatay akımlar ters yönlerde akar ve uzak alanda birbirini götürür. w genişliğindeki dengeli 50 Ω ayrık port, merkezdeki g aralığını köprüler. Toprak düzlemi yoktur. Açık sınırlar PML'dir (8 hücre); kart ile PML arasında her yönde 0,75 GHz'de çeyrek dalga boyu (100 mm) hava bulunur.

Kollar her kesim için kutulardan oluşur (basamaklar, aralarındaki bağlantılar, besleme şeridi ve uç); n değerini izleyen translate kopyaları sayesinde tüm değerler düzenlenebilir ve optimizasyon aracı bunları değiştirebilir. Kart, z = 0'da birleşen iki çokgendir. Birleşim besleme aralığının ortasına mesh çizgisi yerleştirir; böylece port bir yerine iki hücre alır.

Neden düz kollar ve meander uçlar? Kısa dipolde akım beslemede en büyüktür, uçlarda sıfıra iner. Beslemeye yakın bölüm ışımanın çoğunu yapar ve ışıma direncini belirler. Buradaki bir meanderin basamakları, neredeyse hiç ışıma yapmayan karşıt akımlar taşırdı. Bu nedenle akımın yüksek olduğu yerde kollar düzdür; meander uçlarda bulunur. Burada kolu bobin gibi yükleyerek elektriksel uzunluğu artırır ve direnci az azaltır. İlk denemede 3 dönüş ve 25 mm düz bölüm kullanıldı (112 mm yükseklik); 767 MHz'de yalnızca 29 Ω ile rezonans verdi. İki dönüş ve 30 mm düz bölüm, 101 mm yükseklikte 40 Ω sağlar.

Türetilen değerler: uçtan uca bakır yüksekliği H = 101 mm (867 MHz'de 0,29 λ), kart 107 × 34 mm (H_board, W_board), tek kol iz uzunluğu L_arm ≈ 114 mm. Düz baskı λ/2 dipol yaklaşık 140–150 mm yüksekliğinde olurdu.

Bant 0,75–1,0 GHz, durdurma ölçütü −50 dB; uzak alan ve yüzey akımı f0 frekansında, ışıma verimliliği bant boyunca 21 frekansta hesaplanır. Otomatik mesh (1 GHz'de dalga boyu başına 20 hücre) 966 000 hücre içerir. En küçük hücre 0,26 mm'dir: 2 mm iz boyunca 6, basamaklar arasındaki 2 mm aralık boyunca 6 ve besleme aralığında 2 hücre vardır. Bir çalıştırma 18 500 zaman adımı, GPU motorunda 10 s çözücü süresi gerektirir.

Sınırlar. MUR ile alanlar çok yavaş sönümlendi (60 000 zaman adımından sonra −37 dB) ve uzak alan, bu kadar kısa dipolün verebileceğinden fazla olan 2,5 dBi çıktı. Birinci dereceden MUR sınırı, küçük ve düşük kazançlı antenin yüzeye yakın geliş açılarıyla gönderdiği dalganın bir kısmını yansıtır. PML bunu soğurur: çalıştırma 18 500 adımda −50 dB'ye ulaşır; 1,97 dBi, kısa dipol (1,76 dBi) ile λ/2 dipol (2,15 dBi) arasındadır.

Ayarlama. Ayarlama sırasında GPU motoru, dalga boyu başına 14 hücre ve −40 dB; son çalıştırmada tasarımın 20 hücre/dalga boyu ve −50 dB değerleri kullanıldı:

3. ve 4. çalıştırma arasındaki mesh değişikliği rezonansı 0,3 MHz kaydırdı. 6. çalıştırma ayarlama eğimini verir: her uçtaki l_end için mm başına −7,5 MHz, yani yaklaşık −%0,9/mm.
4. çalıştırma, alanın çoğu havada olduğundan FR-4'ün burada az etkili olduğunu gösterir: εr'deki +0,2 değişim bandı −%0,4 kaydırır.

Sonuçlar (son çalıştırma, varsayılanlar):

−10 dB bandındaki paylar: 863–870 MHz bant dışına çıkmadan önce bant %5,0 aşağı (üst kenar 870 MHz'e ulaşır) veya %2,2 yukarı (alt kenar 863 MHz'e ulaşır) kayabilir. Frekansı düşüren radom bu nedenle daha geniş paya sahiptir.

Diğer tasarımlarla karşılaştırma.

Meander dipol, tam λ/2 dipole göre üçte bir daha kısa olmak için 0,2 dB yönlülükten vazgeçer. Toprak düzlemi gerektirmez; örüntüsü, uçuşun büyük bölümünde yer istasyonunun bulunduğu ufukta tepe yapar.

Üretim notları ve sınırlamalar.

• Balun. Port dengelidir; koaksiyel modellenmemiştir. Kollara doğrudan lehimlenen koaksiyelin ekranında akım akar; bu akım ışıma yapar, örüntüyü eğer ve kablo güzergâhına göre uyumu kaydırır. Beslemede balun veya ortak mod şoku kullanın: kablonun beslemeden ayrıldığı yerde λ/4 kovan (bazuka) balun (yaklaşık 80 mm), beslemenin 2–3 cm yakınında kabloya takılan UHF ferrit boncuklar veya kart üzerinde baskı balun. S11'i şok takılıyken ölçün. Kabloyu yön değiştirmeden önce en az λ/4 (86 mm) boyunca dipole dik olarak (x ekseninde) beslemeden uzaklaştırın.
• Uyum. Uyumlama devresi olmadan 40 Ω, en iyi −19 dB |S11| verir. 50 Ω uyum için daha yüksek direnç gerekir; bunu daha uzun l_feed düz bölümü ve daha az veya daha dar dönüşler (daha küçük a) sağlar, ancak yüksekliği artırır. Daha geniş w izi bandı biraz genişletir.
• Radom ve FR-4. Radom modellenmemiştir; birkaç milimetrelik cam elyafı kabuk frekansı birkaç yüzde düşürür ve %5 payın içinde kalır. FR-4 değişkendir (partiye ve frekansa göre εr 4,2–4,7, tan δ 0,015–0,025); bu, bandı %1'den az kaydırır. Gerçek bakır (modeldeki levhalar kayıpsızdır), 2 mm izde yaklaşık %1 ek kayıp getirir. Üretimden sonra S11'i radom içinde ölçün ve l_end değerini düzeltin (mm başına −7,5 MHz; iki uçta da aynı).
• Hava aracı. Metal olmayan gövde varsayılmıştır. Karbon elyafı iletkendir: anteni karbon boru ve kaplamalardan, bataryalardan, servo ve güç kablolarından uzak tutun (tercihen λ/4, 86 mm) veya bunları modelleyin.
• Besleme. Besleme konnektör değil, 2 mm ayrık porttur.

Diğer bantlar. Her uzunluğu k = 0.867 / f_new ile ölçekleyin (FR-4 kalınlığı hariç); f0 ve simülasyon bandını ayarlayın (yaklaşık 0,85 × ve 1,15 × f0). l_end değerini, daha büyük adımlar için l_feed değerini yeniden ayarlayın. Yalnızca 867 MHz'in simülasyonu yapılmıştır. 867 MHz dipolün −10 dB bandı 916 MHz'de biter; 902–928 MHz ISM bandını kapsamaz ve bu bant için ayrı ayar gerekir.

Baskı kılıflı dipol, 867 MHz (sleeve_dipole_867.design.json)

Kompozit (metal olmayan) gövdeli, dolayısıyla monopole toprak düzlemi sağlayacak metal kaplaması bulunmayan İHA için koaksiyel beslemeli telemetri dipolü. 863–870 MHz SRD / LoRa bandına yönelik bu yarım dalga dipol, bıçak radoma sığan ince FR-4 şeride basılır. Düşey kutupludur ve azimutta her yöne ışıma yapar. Alt kol besleme koaksiyelinin çevresinde kovan oluşturur; böylece koaksiyel, anten boyunca merkez beslemeye ulaşır ve ayrı balun gerektirmeden alttan çıkar.

Model. Düşey FR-4 şerit (f0 frekansında εr 4,3, tan δ 0,02; t = 1,6 mm; xz düzleminde, x uçuş ekseni, z yukarı) tüm bakırı (PEC levhalar) y = 0 yüzeyinde taşır:

• g besleme aralığının üzerinde, w_up genişliğinde ve l_up uzunluğunda üst kol;
• aralığın altında, w_sl genişliğinde ve l_sl uzunluğunda kovan (alt kol). Koaksiyelin iki yanındaki, her biri ws genişliğinde iki şeritten oluşur; her şeritle koaksiyel arasında s yarığı vardır. Üstte tüm kovan genişliğini kaplayan hb yüksekliğindeki köprü, şeritleri ve koaksiyelin örgüsünü birleştirir;
• dış iletkeniyle modellenen koaksiyel: merkez çizgisinde w_f genişliğinde şerit, köprüden kablonun çıktığı kart alt kenarına kadar uzanır.

w_f genişliğindeki 50 Ω ayrık port köprü ile üst kol arasındaki aralığı köprüler. Bu, kablo ucundan üst kolun tabanına aralığı geçen koaksiyel iç iletkeni temsil eder. Örgü kovana yalnızca köprüde değdiğinden, koaksiyel ile kovan şeritleri kısa devreli eş düzlemli saplama oluşturur (yaklaşık 66 mm; 867 MHz'de kartın etkin ortamında yaklaşık 0,3 λ). Bu, kılıflı dipolün şokudur: açık alt uçta örgü ile kovan arasında yüksek empedans sunar ve anten akımının kablonun dışına akmasını engeller. Kart iki uçta da bakırdan m kadar taşar. Toprak düzlemi yoktur. Açık sınırlar PML'dir (8 hücre); her yönde 0,75 GHz'de çeyrek dalga boyu (100 mm) havanın ardındadır. Otomatik mesh, 1,0 GHz'de dalga boyu başına 30 hücre kullanır (yaklaşık 443 000 hücre); her 1 mm yarıkta 3, 2 mm besleme aralığında 3 ve kart kalınlığında 4 hücre vardır.

Koaksiyelin yerleşimi. Merkez şeride yerleştirilen ince koaksiyel kullanın (RG-178, RG-316 veya rijit yapı için 2,2 mm yarı rijit kablo). Örgüyü köprü pedine ve isterseniz şerit boyunca lehimleyin. Örgü başka hiçbir yerde kovan şeritlerine değmemelidir; iki 1 mm yarık bunları ayırır. İç iletkeni 2 mm aralığı geçecek şekilde üst kolun tabanına lehimleyin. Kablo eksen boyunca aşağı iner ve kartın alt kenarından (z = −73,8 mm), radom tabanından dışarı çıkar.

Dipol uçtan uca L = 139,6 mm'dir (867 MHz'de 0,40 λ); kart H = 147,6 × 20 × 1,6 mm'dir. Bant 0,75–1,0 GHz, durdurma ölçütü −60 dB (zaman adımı sınırı 150 000); uzak alan ve yüzey akımı f0 frekansında, ışıma verimliliği bant boyunca 21 frekansta hesaplanır.

Ayarlama (GPU motoru, her biri 7–61 s süren 11 çalıştırma):

İlk çalıştırma yavaş sönümlendi: koaksiyel-kovan saplaması bandın altında, 0,7 GHz yakınında rezonansa girer; Q çoğunlukla FR-4 kaybıyla belirlenir ve dar bant uyarımı uzundur (9 900 adım). 150 000 adıma izin verildiğinde çalıştırmalar yaklaşık 98 000 (20 hücre/λ) veya 137 000 adımda (30 hücre/λ) yakınsar. Burada sınırlar etkilidir. MUR ile openEMS'in Dmax değeri (2,72 dBi) ve örüntüden tümleştirilen Dmax (2,10 dBi) arasında 0,6 dB fark vardı; uyum frekansı yaklaşık %1,4 düşüktü. PML 8 ile ikisi 0,03 dB içinde uyuşur ve daha fazla hava sonucu değiştirmez. 20 hücreli mesh uyumu %1,4 aşağı yerleştirdi; 30 ve 40 hücre %0,1 içinde uyuştuğundan dosya 30 kullanır. Her iki uzunluktaki 1 mm değişim uyumu yaklaşık 11 MHz (%1,3) kaydırır.

Sonuçlar (varsayılanlar, GPU motoru, 442 800 hücre, 137 448 zaman adımı, 32,5 s çözücü süresi):

Kuram ve diğer iki tasarımla karşılaştırma.

Kılıflı dipol λ/2 dipol gibi davranır: aynı örüntü (78° demet genişliği, 0,05 dB daha az yönlülük) ve ince dipolün 70 Ω değerine yakın 65 Ω rezonans direnci. Bakırın altındaki FR-4 anteni kısaltır; 0,48 λ yerine 0,42 λ'da rezonansa girer (X = 0). 10–16 mm geniş şeritler telin yaklaşık iki katı bant genişliği sağlar, ancak uyum −19 dB'de kalır: direnç bant boyunca yükselir (0,85 GHz'de 51 Ω, 0,90 GHz'de 67 Ω). Üç tasarımın en darıdır (20 mm kart) ve balunsuz koaksiyel beslenen tek tasarımdır. Yarıklı geniş bant dipolden 30 mm daha uzundur.

Sınırlamalar.

• Kablo. Model koaksiyeli kartın alt kenarında bitirir. Gerçek kablo oradan devam eder; kovan ucunda örgünün dışına ulaşan akım kablo boyunca akar, ışıma yapar, örüntüyü eğer ve uyumu kaydırır. Modelde koaksiyel şerit alt ucuna yakın, tepe kol akımının yaklaşık %15'ine kadar akım taşır. Saplama ideal λ/4 yerine 0,3 λ uzunluğundadır; şok etkisi iyi ama kusursuz değildir. Kabloyu kartın altında en az λ/4 (86 mm) anten ekseninde tutun. Dönmesi gerekiyorsa kart kenarına ferrit boncuk veya kelepçeli ferrit ekleyin. Etkiyi görmek için kart kenarından aşağı coax şeridini sürdüren, kablo yarıçapında bir wire ekleyip karşılaştırın.
• Radom. Radom, boya ve bağlantı ayağı modellenmemiştir. İnce cam elyafı kabuk frekansı birkaç yüzde düşürür. En iyi uyum %1,1 yukarıdadır; bant 863 MHz'in %5,3 altına ve 870 MHz'in %9,6 üstüne uzanır. Yaklaşık %5 aşağı kayma, 863–870 MHz'i −10 dB bandında tutar. Takılan radom daha fazla kaydırırsa l_up ve l_sl değerlerini birlikte kısaltın: 1 mm bandı yaklaşık %1,3 kaydırır.
• FR-4 toleransı. FR-4'ün εr değeri tedarikçiye ve frekansa göre yaklaşık 4,2–4,7, kalınlığı ±%10 değişir. Alanın çoğu havadadır; bant, εr'deki bağıl değişimin yaklaşık beşte biri kadar kayar (εr 4,7'de yaklaşık %2 aşağı; kartın dipolü ne kadar kısalttığına dayanan tahmindir, simülasyonu yapılmamıştır). İlk kartlarda S11'i ölçün ve iki uzunluğu birlikte düzeltin.
• Montaj. Antenin yaklaşık λ/4 (86 mm) yakınındaki karbon elyafı parçalar, kablolar, batarya ve metal donanım uyumu ve örüntüyü değiştirir.
• Kayıplar. Bakır kayıpsızdır (PEC); gerçek bakır verimde yüzde birkaç ondalık puan kaybettirir. FR-4 kaybı modellenmiştir ve yaklaşık %1'dir.

Baskı 2 elemanlı kolineer anten, 867 MHz (collinear_867.design.json)

Kompozit (metal olmayan) gövdeli İHA için daha yüksek kazançlı telemetri anteni. Yukarıdaki kılıflı dipolün üzerine, aynı fazda beslenen ikinci yarım dalga eleman eklenmiştir. 863–870 MHz'de düşey kutuplu ve azimutta her yöne ışımalıdır; toprak düzlemi veya balun gerektirmez. Yanıtladığı soru şudur: λ/2 dipole göre ufukta ne kadar ek kazanç elde edilir ve bunun yükseliş demet genişliği ile uzunluğa etkisi nedir? Ufukta 2,0 dB ek kazanç elde edilir (2,1 yerine 4,1 dBi). Yükseliş demeti 78°'den 39°'ye daralır; anten 140 yerine 352 mm uzunluğundadır.

Model. Düşey FR-4 şerit (f0 frekansında εr 4,3, tan δ 0,02; t = 1,6 mm; 30 mm genişliğinde; xz düzleminde, x uçuş ekseni, z yukarı). Işıma yapan bakırın tamamı (PEC levhalar) y = 0 yüzeyindedir:

• alt eleman, sleeve_dipole_867 kılıflı dipolü. g besleme aralığının üzerinde l_up uzunluğunda kol, altında l_sl uzunluğunda kovan vardır. Kovan, w_f örgü şeridinin iki yanında, her yanda s yarığıyla ayrılan iki şerittir; üstte hb köprüsüyle örgü şeridine bağlanırlar. O tasarımda olduğu gibi örgü şeridi ile kovan, akımı kablodan uzak tutan şoku oluşturur;
• fazlama meanderi, kolun üstünden üst elemanın altına uzanan (74 mm yüksekliğinde), w_m = 2 mm izden n_m = 6 dönüş; genişlik 2 a_m = 26 mm, adım p_m;
• üst eleman, l_top uzunluğunda ve w_top genişliğinde; alt ucundan meander ile beslenir.

Besleme noktası yaklaşık 200 Ω'dur; 50 Ω kablo doğrudan besleyemez. Üst eleman dipol kolu üzerinden beslendiğinden ışıma direnci dipolünkine eklenir. Bu nedenle beslemede çeyrek dalga hat kullanılır. Arka yüzdeki (y = −t) w_t = 1,2 mm iz, 1,2 mm örgü şeridinin arkasında z = −l_t noktasından besleme aralığına uzanır; burada bir via izi kolun tabanına bağlar. İz ile örgü şeridi kartın iki yüzünde karşılıklı duran yaklaşık 116 Ω'luk şerit çifti oluşturur. l_t = 58 mm uzunluğundadır; via ve uçlar dahil edildiğinde yaklaşık çeyrek kılavuz dalga boyudur. 50 Ω ayrık port, koaksiyelin bittiği hat alt ucunda kart kalınlığını köprüler. Burada örgü örgü şeridine lehimlenir; iç iletken bir via ile arka ize geçer.

Toprak düzlemi yoktur. Açık sınırlar PML'dir (8 hücre); her yönde 0,75 GHz'de çeyrek dalga boyu (100 mm) havanın ardındadır. Otomatik mesh, 1,0 GHz'de dalga boyu başına 30 hücre kullanır (3,46 milyon hücre). Her 1 mm yarıkta 3, besleme aralığında 4; 1,2 mm besleme izi boyunca 6, meander basamakları arasındaki 4 mm aralıkta 10 ve kart kalınlığında 12 hücre vardır.

Bu seçeneğin nedeni. Üç kolineer yapı değerlendirildi:

• ortak besleme ağıyla aynı fazda beslenen merkezden beslemeli dipol çifti; 30 mm şerit üzerinde dengeli bölücü ve balun gerektirir;
• bir elemanın merkezinden beslenen Franklin (faz çeviren saplamayla bağlanan iki λ/2 şerit). Dengeli portla, yukarıdaki yalın baskı dipoller gibi balun gerektirir;
• kılıflı dipol tabanına saplama ve ikinci eleman eklenmesi (bu tasarım).

Kovan tabanı üretimde en pratiktir. Koaksiyel kendi şoku içinden eksen boyunca gelir; geri kalan bölüm tek yüzlü bakır desen, arkada bir hat ve iki via içerir. Tümü FR-4 üzerinde ince bakır ve ayrık porttan oluşur; Fairbeam bunu aslına uygun modeller (yalnızca bakır kayıpsız kabul edilerek idealleştirilmiştir). Saplama, iki eleman arasında akım yönünü çevirmelidir. Yalın bir aralıkla iki eleman zıt fazda ışıma yapar; λ/2 düz tel ise araya zıt fazda ışıyan eleman eklerdi. Bu nedenle saplama, basamaklarındaki ters akımların birbirini götürdüğü meander biçiminde katlanır.

Kazancı eleman aralığı belirler. İdeal iki kolineer λ/2 dipol, merkezler arası 0,5 λ'da 3,8 dBi, 0,6 λ'da 4,4 dBi ve 0,75 λ'da 5,0 dBi verir (yarı güç demet genişlikleri 48°, 42°, 35°). FR-4 üzerinde her eleman yalnızca yaklaşık 0,41 λ uzunluğundadır; eksen boyunca saplama gerekli aralığı sağlamanın da tek yoludur. 74 mm meander, merkezleri 211 mm (0,61 λ) ayırır. 0,75 λ örneğinin 5 dBi kazancı yaklaşık 50 mm ek uzunluk, toplam yaklaşık 400 mm gerektirir; bu da hedeflenen 350 mm sınırını aşar.

Türetilen değerler: meander yüksekliği H_m = 74 mm, iz uzunluğu L_m ≈ 384 mm. Güçlü kuplajlı basamaklar nedeniyle iz λ/2'den çok uzundur. Eleman aralığı d_el = 211 mm (0,61 λ). Kovan ucundan tepeye anten uzunluğu L = 351,6 mm; kart H = 359,6 × 30 × 1,6 mm. Bant 0,75–1,0 GHz, durdurma ölçütü −60 dB (zaman adımı sınırı 250 000). Uzak alan ve yüzey akımı f0 frekansında, ışıma verimliliği bant boyunca 21 frekansta hesaplanır.

Ayarlama (GPU motoru, 12 çalıştırma. 1–7: 30 hücre/λ, −50 dB; 8–9: 30 hücre/λ, −40 dB; 10: 20 hücre/λ, −40 dB; 11–12: varsayılanlar):

Zikzak saplama (1–5. çalıştırmalar) fazı belirledi: uygun yüksekliğin yakınında her mm demeti 1,3–3° kaydırdı. Ancak bağlantıları ayna simetrili değildir. Doğru yükseklikte azimut örüntüsüne 2,1 dB dalgalanma ekleyen yatay akım kaldı. Basamakları tam genişliğe uzanan meander bu akımı yok eder (0,2 dB dalgalanma). Daha çok dönüş veya daha geniş basamak fazı artırır: bir ek dönüş demeti yaklaşık 15° yükseltti (7–8); a_m değerindeki 0,7 mm artış 2° yükseltti (8–9). Port aralıktayken demeti ufka yakın yönlendiren seçeneklerin besleme empedansı 150–300 Ω'du. Şerit çiftli dönüştürücü bunu 50 Ω'a indirir. 11. ve 12. çalıştırmalar yalnızca hat uzunluğuyla ayrılır (48 ve 58 mm); uzun hat bandı genişletip yukarı kaydırdı. Model büyüdükçe çalıştırmalar yavaşladı. Meanderin ince hücreleri mesh'i 1,1 milyondan 3,5 milyona çıkardı; şok ve besleme hattı yavaş sönümlenir (−60 dB'ye 227 000 zaman adımı).

Sonuçlar (varsayılanlar, GPU motoru, 3,46 milyon hücre, 227 360 zaman adımı, 420 s çözücü süresi):

f0 yüzey akımının biri dipol kolunda, diğeri üst elemanda iki maksimumu vardır; fazları 15° içinde uyuşur. Aradaki meander basamaklarında büyük karşıt akımlar birbirini götürür. Ancak meander kusursuz bir faz kaydırıcı değildir. Bağlantıları, üst elemandakine yakın büyüklükte zıt fazlı net düşey akım taşır ve kazancı biraz azaltır. Bu nedenle anten ufukta 4,1 dBi verir; aynı 0,61 λ aralıklı ideal dipol çiftinden 0,3 dB düşüktür. Paket yalnızca toplam yönlülüğü sakladığından çapraz kutuplanma ayrıştırılmaz. Basamaklar eksene göre simetriktir; azimut dalgalanması 0,2 dB'dir.

Kılıflı dipol ve ideal kolineer ile karşılaştırma.

Dar demetin uçuşta anlamı. 2 dB ek kazanç yalnızca ufka yakın elde edilir. Uzakta, yer istasyonu genellikle ufkun birkaç derece yakınındadır; uzun ve yatay uçuşta kazancın tamamı kullanılır. Tablo, anten düşeyken ufkun altındaki açıya göre kazancı (azimut ortalaması) gösterir:

Kolineer, ufuktan yaklaşık 20°'ye kadar daha iyi, ötesinde daha kötüdür. 30° sonrasında fark büyür:

• Yatış. 30° yatış demeti 30° eğer: alçak kanat tarafında aşağı, yüksek kanat tarafında yukarı. Ufukta yan taraftaki yer istasyonu bu durumda demet tepesinden 30° uzaktadır. Kolineer alçak kanat tarafında −4,9 dBi, yüksek kanat tarafında −2,7 dBi verir; λ/2 dipol hâlâ 0,3 dBi verir. Böylece dipolden 2 dB iyi olmak yerine 3–5 dB kötü olur. Ufkun 10–20° altındaki istasyon alçak kanat tarafında 0,4–3,1 dBi, yüksek kanat tarafında −10 ile −25 dBi görür. Yalnızca uçuş doğrultusunda yatış demeti değiştirmez. Dönüşler için bağlantı hesabında kolineeri yaklaşık −5 dBi, dipolü 0 dBi alın.
• Üstten geçiş. Düşeyin yaklaşık 45° çevresinde (istasyonun üstünde, tırmanışta veya sahaya yakınken) kolineer −15 ile −18 dBi, dipol −2 ile −12 dBi verir. İkisinin de tam aşağıda sıfırı vardır; kolineerin zayıf sinyal konisi çok daha geniştir. Yer istasyonunun üzerinden veya yakınından geçen İHA için yeterli bağlantı payı ya da çeşitlilik sağlayan ikinci anten (örneğin dipol veya aşağı bakan yama) gerekir.

Kolineer, uzun menzilli ve çoğunlukla yatay uçuşta avantaj sağlar. Dik yatışlı veya üstten geçişli kısa menzil uygulamalarında kılıflı dipolün 78° demeti daha dayanıklı seçimdir.

Üretim notları ve sınırlamalar.

• Besleme ve kablo. İnce koaksiyeli (RG-178 veya RG-316) kartın alt kenarından besleme hattının alt ucuna (z = −58 mm) kadar örgü şeridine yatırın. Örgüyü burada şeride lehimleyin; iç iletkeni kaplamalı via ile arka yüz izine geçirin. İz, aralığın 1,5 mm üzerinde kolun tabanına giren ikinci via ile biter. Örgü kovan şeritlerine değmemelidir; iki 1 mm yarık ayrımı sağlar, bu nedenle yalnızca kısa bölüm soyun. Kılıflı dipolde olduğu gibi karttan sonraki kablo modellenmemiştir. Kart altında en az λ/4 (86 mm) eksen üzerinde tutun veya kart kenarına ferrit takın.
• Uyum. 863–870 MHz'de uyum kılıflı dipolün −19 dB değeri yerine −12 dB'dir. Bant geniştir (%15,7), fakat iki minimum içerir; aralarında yaklaşık 880 MHz'de −11,5 dB vardır. Merkez, hedeflenen %1 yerine 867 MHz'in %3 üzerindedir. Daha fazla ayarlama çalıştırması yapılmadı. Sonraki adımlar biraz daha geniş w_t izi (daha düşük hat empedansı) veya l_t değerini 58 mm çevresinde bir–iki milimetre yeniden ayarlamaktır. Uyumsuzluk gerçekleşen kazançta 0,28 dB kaybettirir.
• Radom. İnce cam elyafı kabuk frekansı birkaç yüzde düşürür. Bant 863 MHz'in %4,8 altına uzanır; yaklaşık %4'e kadar kayma 863–870 MHz'i içinde tutar. Faz daha hassastır: radom meanderi elemanlardan daha fazla yavaşlatırsa demet eğilir. Radom takılıyken örüntüyü (veya ufuktaki sinyal gücünü) denetleyin; a_m değerini (mm başına yaklaşık 3° eğim) veya üst elemanı düzeltin.
• Uzunluk. 360 mm kart İHA için uzundur. Rijit radom veya direk gerekir. Uçuşta esneyen kart, yatış gibi demeti eğer. Kaplama karbon değil cam elyafıysa alt 150 mm (kılıflı dipol) gövde içine yerleştirilebilir.
• Kayıplar. Işıma verimliliği, kılıflı dipolün %98,8 değerine karşı %87,6'dır. Ek kayıp büyük olasılıkla akım yoğunluğunun yüksek olduğu besleme hattı ve meander basamakları altındaki FR-4'tedir (tahmin; model kaybı ayrıştırmaz). Düşük kayıplı laminat (tan δ yaklaşık 0,004) kaybın çoğunu geri kazandırabilir, ancak εr değişeceğinden l_t ve a_m yeniden ayarlanmalıdır. Bakır kayıpsızdır (PEC); gerçek bakır verimde yüzde birkaç ondalık puan ek kayıp getirir.
• FR-4 toleransı. εr'nin 4,2–4,7 arasında olması bandı ve meander üzerinden eğimi değiştirir. Tasarımı kesinleştirmeden önce ilk kartlarda S11'i ve örüntüyü ölçün.

Yer istasyonu için 5 elemanlı Yagi, 867 MHz (yagi_867.design.json)

863–870 MHz SRD / LoRa bandındaki İHA telemetri bağlantısının yer istasyonu için yönlü anten. İHA'da her yöne ışıyan anten (sleeve_dipole_867) kullanılır; menzil için ek kazancı istasyon sağlar. 283 mm bom üzerinde beş elemanlı Yagi-Uda'dır: yansıtıcı, saç tokası uyumlamalı beslenen dipol ve üç yönlendirici. Kazancı 10,4 dBi, ön/arka oranı 18,6 dB'dir. İHA dipolünün düşey kutuplanmasına uyması için elemanları düşey monte edin.

Model. Metalin tamamı alüminyumdur; xz düzleminde (y = 0) PEC levhalarla modellenir. x bom ekseni (+x ileri, İHA'ya doğru), z elemanlar boyunca yukarıdır. Kart ve dielektrik yoktur. Her eleman 4 mm çubuktur (d); w = 2 d = 8 mm genişliğinde düz şerit olarak modellenir. w genişliğindeki düz şeridin yuvarlak tel eşdeğer yarıçapı w/4'tür; şerit ve çubuğun akım dağılımı ile rezonansı yaklaşık aynıdır. Levhalar hacim içinde mesh gerektirmediğinden zaman adımı makul kalır. Otomatik mesh, her şeridin genişliğine 6 hücre (1,33 mm), levha düzleminin iki yanına da bu boyutta ikişer hücre yerleştirir. Parçalar:

• x = −s_r konumunda, L_r uzunluğunda yansıtıcı;
• beslenen eleman, orijinde aralarında g = 6 mm besleme aralığı bulunan düz dipolün iki yarısı; uçtan uca L_de;
• saç tokası (beta uyumlama). Elemanlarla aynı genişlikte iki ray, iki yarıdan besleme aralığının kenarları boyunca yansıtıcıya doğru uzanır. Beslenen elemanın arka kenarından l_hp = 23 mm geride, ekseninden 35 mm uzakta (x_hp) bir çubuk rayları kısa devre eder. Saç tokası beslemeye paralel kısa devreli şerit çiftli saplamadır: yaklaşık 7–9 nH paralel endüktans;
• x = s_1, s_1 + s_2 ve s_1 + s_2 + s_3 konumlarında, L_d1, L_d2 ve L_d3 uzunluğunda 1–3 yönlendiricileri.

8 mm genişliğindeki 50 Ω ayrık port besleme aralığını köprüler. Besleme dengelidir; uygulamada koaksiyel için aralıkta 1:1 balun gerekir (üretim notlarına bakın). Bom metal olmayan malzeme (cam elyafı, PVC veya ahşap) kabul edilerek model dışında bırakılmıştır. Açık sınırlar PML'dir (8 hücre); her yönde 0,8 GHz'de çeyrek dalga boyu (94 mm) havanın ardındadır. Otomatik mesh, 0,95 GHz'de dalga boyu başına 30 hücre kullanır (715 000 hücre). En küçük hücre 0,37 mm'dir; saç tokası raylarının kısa devreyle birleştiği yerdedir.

Bu seçeneğin nedeni. Üç beslenen eleman türü değerlendirildi:

• katlanmış dipol (Yagi'de yaklaşık 200–300 Ω). 4:1 balun gerekir; balun da modellenmezse 50 Ω port 4–6:1 uyumsuzluk görür;
• FR-4 üzerinde baskı quasi-Yagi. Küçüktür, ancak FR-4 verimi düşürür (yukarıdaki kolineerde %12 kayıp), εr toleransı bandı kaydırır ve 10 dBi için yaklaşık 0,8 λ (280 mm) uzun kart gerekir;
• saç tokası uyumlamalı düz dipol (bu tasarım). Yaklaşık 10 dBi kazançlı Yagi'nin besleme direnci düşüktür (aşağıdaki ilk çalıştırmada 25 Ω). Beslenen eleman biraz kısa (kapasitif) ayarlanır; saç tokasının paralel endüktansı sonucu 50 Ω'a dönüştürür.

Üç seçenek içinde çubuk veya şeritten en kolay üretilen saç tokası yapısıdır; yalnızca 1:1 balun gerekir. Havada metal şeritlerden ve aralıkta ayrık porttan oluşur; Fairbeam bunu aslına uygun modeller. Saç tokasının kısa devresi gerilim sıfırıdır; DC toprak olarak boma veya direğe bağlanabilir.

Boyutların başlangıcı NBS 5 elemanlı tasarımıdır (NBS Teknik Not 688: d/λ = 0,0085 için 0,8 λ bom, 0,2 λ aralıklar, 0,482 λ yansıtıcı ve 0,428/0,420/0,428 λ yönlendiriciler). NBS tasarımı yalnızca kazanç için optimize edilmiştir. 4 mm çubuklu ince tel momentler yöntemi (MoM) modeli 867 MHz'de 11,3 dBi, ancak yalnızca 12,9 dB ön/arka oranı; 870 MHz'de 11,7 dB verdi. (MoM modeli küçük bir Python betiğidir; Fairbeam'in parçası değildir.) Boyutlar ve aralıklar, 863–870 MHz boyunca en az 20 dB ön/arka oranıyla 10,3–10,8 dBi için bu modelde yeniden optimize edildi. Yansıtıcı daha geriye, son yönlendirici daha ileriye taşındı; bom 0,82 λ oldu. Ardından FDTD çalıştırmaları boyları şerit modele göre düzeltti (aşağıdaki Ayarlama bölümüne bakın).

Türetilen değerler: boom uzunluğu yansıtıcıdan yönlendirici 3'e 283 mm'dir (0,82 λ). x_hp saç tokası uzunluğu, beslenen elemanın ekseninden kısa devrenin arkasına 35 mm'dir. Anten 283 × 162 mm'dir; şerit genişlikleri için x yönünde 8 mm eklenir. Bant 0,8–0,95 GHz, durdurma ölçütü −60 dB (zaman adımı sınırı 200 000). Uzak alan ve yüzey akımı f0 frekansında, ışıma verimliliği bant boyunca 21 frekansta hesaplanır.

Ayarlama (GPU motoru, 6 çalıştırma: 1–5: 20 hücre/λ ve −40 dB; 6: varsayılanlar):

1. çalıştırma şeritlerin MoM çubuklarından yaklaşık %2,5 uzun davrandığını gösterdi; aynı sonucu vermesi için MoM modelindeki tüm boyları %2,5–3 artırmak gerekiyordu. Ön/arka oranı (15,8 dB) ve kazancı, MoM modelinin 867 yerine yaklaşık 882 MHz sonucuyla uyuştu. 2. çalıştırmada parazitik elemanlar %2,5 kısaltıldı ve bant boyunca 18 dB ön/arka oranı elde edildi. Bundan sonra örüntü çok az değişti: kalan çalıştırmalarda Dmax 0,05 dB, ön/arka oranı 0,7 dB içinde kaldı. Saç tokası ve beslenen eleman birlikte ayarlandı. Her çalıştırmadan sonra o ana kadarki sonuçlara uydurulan model sonraki değerleri seçti; model saç tokasını, empedansı L_de ile doğrusal değişen beslenen elemana paralel kısa devreli saplama olarak ele alır. L_de değerindeki 1 mm değişim besleme reaktansını yaklaşık 6–8 Ω değiştirir. Son çalıştırmanın uyumu, kaba çalıştırmaların 156 mm için verdiği frekansın yaklaşık %0,3 yakınındadır.

Sonuçlar (varsayılanlar, GPU motoru, 714 840 hücre, 79 206 zaman adımı, 38,0 s çözücü süresi):

Demet genişlikleri örüntüden ara değerlemeyle hesaplanır (θ'da 3°, φ'de 5° adımlar). Bant kenarı değerleri için son çalıştırmada dosyanın 863, 867 ve 870 MHz uzak alanlarını içeren kopyası kullanıldı; asıl dosya yalnızca f0 uzak alanını kaydeder. f0 yüzey akımı beslenen elemanda tepe yapar. Bu tepeye göre yönlendiriciler sırasıyla %59; %76; %52; yansıtıcı %51; saç tokasının kısa devresi %60 akım taşır (dolaşan akımı).

Kuram ve kılıflı dipolle karşılaştırma.

0,8 λ Yagi yaklaşık 10–11 dBi verir (NBS tablosunda kazanç için optimize edilmiş sürüm yaklaşık 9,2 dBd, yani 11,3 dBi'dir). Arka lobun çoğunlukla girişim ve yer yansımalarını aldığı yer istasyonunda, arka yarı uzayı temizlemek için 0,9 dB kazançtan vazgeçmek olağan bir seçimdir. FDTD ön/arka oranı MoM'dan 2,3 dB düşüktür; büyük olasılıkla şeritler yuvarlak çubuklardan biraz farklı kuplaj oluşturur. 863–870 MHz boyunca 18,6 dB'nin 0,5 dB yakınında kalır.

Bağlantı hesabı: ek menzil. Serbest uzayda, sabit bağlantı payında menzil iki anten kazancının çarpımının kareköküyle artar. Bir uçtaki ΔG (dB) kazanç farkı menzili 10^(ΔG/20) ile çarpar. İstasyondaki kılıflı dipolün (1,99 dBi gerçekleşen kazanç) yerine Yagi (10,39 dBi gerçekleşen kazanç) konulduğunda:

Anten karşılıklı olduğundan çarpan hem yukarı hem aşağı bağlantı için geçerlidir. Bu bir serbest uzay değeridir. Gerçek güzergâhta yer yansıması, Fresnel bölgesi açıklığı ve yer eğriliği menzili daha önce sınırlar; anten yükseklikleri ve arazi kazanç kadar etkilidir. SRD bandının güç sınırı (863–870 MHz'in büyük bölümünde genellikle 25 mW ERP, 14 dBm) anten kazancını da içerir. Dolayısıyla Yagi kullanan verici istasyon, sınırda kalmak için verici gücünü Yagi'nin dipole göre kazancı kadar (8,2 dB) düşürmelidir. Alış yönünde 8,4 dB'nin tamamı korunur.

Üretim notları ve sınırlamalar.

• Yöneltme. İstasyon Yagi'si İHA'ya bakmalıdır. Azimut demet genişliği 70°'dir: kazanç bomdan ±35° sapmada 3 dB, ±60° sapmada yaklaşık 12 dB düşer. Sahanın her yönünde uçan İHA için takip düzeneği yararlıdır: telemetriden gelen İHA GPS konumuyla sürülen yatay döndürme servosu. İHA'nın ufkun yaklaşık 25° üzerine çıktığı yakın ve yüksek geçişlerde eğim ekseni yardımcı olur. Sabit Yagi tek sektörde yürütülen göreve uygundur.
• Kutuplanma. İHA'nın düşey dipolüne uyması için elemanları düşey monte edin. Yatay Yagi çapraz kutuplanma nedeniyle 20 dB veya daha fazla kaybeder.
• Balun. Besleme dengeli olduğundan koaksiyelde aralıkta 1:1 akım balunu gerekir. Kablonun son 50 mm'sindeki ferrit boncuklar (örneğin RG-316 üzerinde 3–5 adet tip 43 veya 61 boncuk, RG-58 üzerinde kelepçeli nüve) veya yaklaşık 86 mm uzunluğunda λ/4 kovan (bazuka) balun kullanılabilir. Balunsuz durumda koaksiyelin dışındaki akım örüntüyü bozar ve ön/arka oranını azaltır. Koaksiyeli elemanlara paralel değil, bom boyunca uzaklaştırın.
• Bom ve direk. Modelde bom yoktur. Metal olmayan bomda elemanları olduğu gibi takın. Metal bomdan geçerek ona bağlanan elemanlarda her elemanı bom düzeltmesi kadar uzatın: küçük yuvarlak bom için DL6WU çizelgesine göre bom çapının yaklaşık 0,5–0,7 katı (burada simülasyonu yapılmamıştır). Elemanlar yalıtılmış ve bomdan en az bir bom çapı yukarıdaysa düzeltme neredeyse sıfırdır. Beslenen eleman metal bomdan yalıtılmalıdır; yalnızca saç tokası kısa devresinin merkezi bağlanabilir. Düşey elemanlara yakın ve paralel metal direk örüntüyü bozar. Bomu direğe yansıtıcının arkasından bağlayın veya direğin üst yarım metresini metal olmayan malzemeden yapın.
• Çubuk veya şerit. Model 8 mm genişliğinde düz şerittir. Bu genişlikte 1–2 mm kalın alüminyum şerit, benzetilen yapıyı doğrudan üretir. Yuvarlak 4 mm çubuklar kuramsal olarak eşdeğerdir; uyumun yaklaşık %1'e kadar kaymasını bekleyin. Bitmiş antende L_de veya l_hp değerini düzeltin: L_de değerindeki 1 mm değişim uyumu yaklaşık 5 MHz kaydırır.
• Saç tokası. Rayları aynı çubuk veya şeritten, kenardan kenara 6 mm aralıkla, besleme aralığı kenarları hizasında yapın. l_hp yarık uzunluğu ile L_de uyumu birlikte belirler; daha uzun yarık endüktansı artırır. Geometri, her l_hp > 0 için kısa devreyi beslenen elemanın arkasında tutar. Tasarım denetimleri besleme aralığını geçen kısa devreyi işaretlemez (portun üzerinden geçen levha portu kısa devre eder); saç tokasını düzenlerken bunu gözetin.
• Bant. −10 dB bandı %4,5 genişliğindedir; baskı dipollerden dardır. Uzunluk toleransı yaklaşık ±%1'dir (L_de üzerinde ±2 mm). Örüntünün bandı daha geniştir: ön/arka oranı 863–870 MHz boyunca 18 dB'nin üzerinde kalır.
• Kayıplar. Metal kayıpsızdır (PEC). Alüminyum 867 MHz'de verimde yüzde birkaç ondalık puan kaybettirir.
• Çevre. Antenin önünde birkaç dalga boyu içindeki binalar, araçlar ve insanlar örüntüyü değiştirir, sinyali yansıtır. Anteni yüksek ve çevresi açık bir yere monte edin.