Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9563
Назва: Чисельний розрахунок параметрів і характеристик дводіапазонних антен Уда-Ягі для керування FPV-дронами
Автори: Гавриш, Олександр Степанович
Костяненко, Дмитрій Сергійович
Ключові слова: дводіапазонна антена Уда-Ягі;FPV-дрон;програма GAL-ANA;коефіцієнт підсилення;діаграма направленості;КСХ
Дата публікації: 2026
Короткий огляд (реферат): Метою роботи є комп’ютерне моделювання дводіапазонної антени Уда-Ягі для керування FPV-дронами з використанням різних способів суміщення одиночних антен і дослідження її основних параметрів та характеристик.
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9563
Розташовується у зібраннях:172 Електронні комунікації та радіотехніка (Радіотехніка та робототехнічні системи)

Файли цього матеріалу:
Файл Опис РозмірФормат 
172_Б_РТ_Костяненко_Гавриш_2026.pdf
  Restricted Access
4.13 MBAdobe PDFПереглянути/Відкрити    Запит копії


Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.

Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ, АВТОТРАНСПОРТУ ТА 
МАШИНОБУДУВАННЯ 
КАФЕДРА РОБОТОТЕХНІЧНИХ І ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ ТА 
КІБЕРБЕЗПЕКИ 
 
До захисту допущено  
завідувач кафедри РТСК 
д.т.н., професор __________ В.В. Палагін  
"_____" червня 2026 року 
 
 
Пояснювальна записка 
до кваліфікаційної роботи 
освітнього ступеня «бакалавр» 
на тему: «Чисельний розрахунок параметрів і характеристик дводіапазонних 
антен Уда-Ягі для керування FPV-дронами» 
 
 Виконав студент 4 курсу, групи ЗРТ-27 
Спеціальність – 172 «Електронні комунікації 
 та радіотехніка» 
Освітня програма – «Радіотехніка та 
 робототехнічні системи» 
 Костяненко Дмитрій Сергійович 
 Керівник роботи Гавриш О.С. 
 Рецензент  
 
 
 
Черкаси 2026 
 
Форма № Н-9.01 
Черкаський державний технологічний університет 
(назва вузу) 
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування 
Кафедра Робототехнічних і телекомунікаційних систем та кібербезпеки 
Освітній ступінь бакалавр 
Спеціальність 172 -  Електронні комунікації та радіотехніка 
Освітня програма Радіотехніка та робототехнічні системи 
 ЗАТВЕРДЖУЮ 
 Завідувач кафедри РТСК 
 д.т.н., професор Палагін В.В. 
   
 «  »   2026 р. 
 
ЗАВДАННЯ 
на кваліфікаційний проєкт (роботу) здобувачу вищої освіти 
Костяненку Дмитрію Сергійовичу 
(прізвище, ім'я, по батькові) 
1. Тема проєкту (роботи) Чисельний розрахунок параметрів і характеристик дводіапазонних  
антен Уда-Ягі для керування FPV-дронами 
керівник проекту (роботи) Гавриш Олександр Степанович, к.ф.-м.н., доцент 
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання) 
 
затверджена наказом по університету від «  »                        2026 р.  №  
2. Строк подання студентом проєкту (роботи) 27 травня 2026 р. 
 
3. Вихідні дані до проекту (роботи)  частота 145 МГц і 433 МГц; вхідний опір: 50 Ом; 
кількість елементів антени 6+10; КСХ<2; підсилення: >11 дБі 
 
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити)______ 
Вступ. 1. Аналіз вимог до антен для керування FPV-дронами 2. Програмні засоби моделювання  
антен 3. Дослідження дводіапазонних УКХ антен Уда-Ягі. 4. Охорона праці. Висновки. 
Список використаної літератури 
 
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)  
15 слайдів в Power Point 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
1 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
6. Консультанти з проекту (роботи) із зазначенням розділів проекту, що їх стосуються 
  Підпис, дата 
Розділ Прізвище, ініціали та посада  завдання         завдання 
консультанта видав прийняв 
Охорона праці  Кожем’якін О.С., ст. викладач   
 кафедри геодезії, землеустрою,   
 будівельних конструкцій та   
 безпеки життєдіяльності   
    
    
    
 
7. Дата видачі завдання 15 лютого 2026 р. 
 
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН 
№ Назва етапів дипломного                               С  т  р  о  к   виконання етапів      П   р имітка 
з/п проекту (роботи) проекту (роботи) 
1. Аналіз технічного завдання та огляд літератури 17.01.2026  
2 Аналіз вимог до антен для керування FPV-дронами 07.02.2026  
3 Огляд програм моделювання антенних систем  22.03.2026  
4 Моделювання суміщенних дводіапазонних антен    
 Уда-Ягі в середовищі GAL-ANA 01.04.2026  
5. Розробка розділу з охорони праці  01.05.2026  
6. Оформлення пояснювальної записки 11.05.2026  
7. Оформлення презентації 25.05.2026  
    
    
    
   
 
Здобувач вищої освіти   Дмитрій КОСТЯНЕНКО  
  (підпис) (прізвище та ініціали) 
Керівник проекту (роботи)   Олександр ГАВРИШ  
  (підпис) (прізвище та ініціали) 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
2 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
ЗМІСТ 
  
Вступ 5 
1. АНАЛІЗ ВИМОГ ДО АНТЕН ДЛЯ КЕРУВАННЯ FPV-ДРОНАМИ 7 
1.1 Базові поняття про FPV-дрони 7 
1.2 Частоти FPV-дронів 9 
1.3 Вибір нестандартних частот для керування FPV-дроном 13 
1.4 Типи антен для керування дронами в діапазоні 150/433 МГц 14 
1.5 Принцип роботи антени Уда-Ягі 18 
2. ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ МОДЕЛЮВАННЯ АНТЕН 20 
2.1 Огляд популярних програм моделювання антенних структур 20 
2.2 Функціональні можливості програми моделювання дротових   
антен GAL-ANA 27 
3 ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОДІАПАЗОННИХ УКХ АНТЕН УДА-ЯГІ  34 
3.1 Загальні принципи суміщення однодіапазонних антен 34 
3.2 Перпендикулярне суміщення антен Уда-Ягі діапазонів 145 і 433 МГЦ 38 
3.3 Суміщення антен Уда-Ягі діапазонів 145 і 433 МГц шляхом рознесення  
по висоті 46 
3.4 Суміщення антен Уда-Ягі діапазонів 145 і 433 МГц на одній траверсі 50 
3.5 Суміщення антен Уда-Ягі діапазонів 145 і 433 МГц на одній траверсі і  
точок живлення 52 
  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
3 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
4. ОХОРОНА ПРАЦІ  59 
4.1 Аналіз небезпек і шкідливостей, що виникають у процесі проведення 59 
досліджень в приміщенні лабораторії 
4.2 Розробка системи кондиціонування повітря 64 
Висновки 72 
Список використаної літератури 74 
  
 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
     4 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата
 
Вступ 
 
Дводіапазонні антени є важливим класом антенних систем, які 
забезпечують роботу в двох окремих частотних діапазонах без потреби у 
встановленні двох незалежних випромінювачів. Такий підхід дозволяє підвищити 
функціональність радіосистеми, зберігаючи при цьому компактність конструкції, 
що особливо актуально для мобільних, портативних і безпілотних пристроїв. У 
сучасних системах радіозв’язку дводіапазонні антени використовують для 
одночасної підтримки різних каналів обміну даними, наприклад каналу 
керування, телеметрії або відеопередачі. 
Для безпілотних літальних апаратів така архітектура має особливе значення, 
оскільки якість радіолінії прямо впливає на стабільність керування, дальність 
польоту та безпеку експлуатації. У практиці застосування БПЛА дводіапазонні 
антени дають змогу поєднати в одній антенній системі роботу в двох частотних 
смугах, що може бути корисним для підвищення завадостійкості й адаптації до 
різних умов радіообстановки. У низці технічних рішень саме дводіапазонність 
використовується для підтримки зв’язку в декількох каналах без істотного 
ускладнення апаратної частини. 
У випадку керування дронами використання дводіапазонної антени дає 
змогу реалізувати більш гнучку організацію каналу зв’язку. Один діапазон може 
бути призначений для основного керування, а інший — для резервного каналу, 
телеметрії або передавання відеосигналу, що підвищує надійність системи в 
цілому. Крім того, дводіапазонна антена дозволяє краще адаптуватися до різних 
умов експлуатації, наприклад до наявності перешкод, обмежень по потужності 
передавача або вимог до масо-габаритних параметрів бортової апаратури. 
Отже, дводіапазонні антени є перспективним рішенням для систем 
керування дронами, оскільки поєднують компактність, можливість роботи в двох 
частотних смугах і потенціал для підвищення надійності радіоканалу. У 
кваліфікаційній роботі їх доцільно розглядати як приклад ефективного 
компромісу між складністю конструкції, функціональністю та вимогами до 
стабільності зв’язку. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
 5 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Комп’ютерне моделювання дводіапазонних антен є важливим етапом 
їхнього проєктування, оскільки дає змогу заздалегідь оцінити електромагнітні 
характеристики конструкції без виготовлення фізичного зразка. Особливе 
значення це має для антен, що працюють у двох частотних діапазонах, адже 
необхідно забезпечити одночасне узгодження параметрів у кожній робочій смузі. 
За допомогою моделювання можна дослідити вплив геометричних розмірів, 
взаємного розташування елементів, типу живлення та умов встановлення на 
резонансні частоти, коефіцієнт підсилення й діаграму направленості. Це дозволяє 
швидко перевірити кілька варіантів конструкції та вибрати найбільш ефективний. 
Крім того, комп’ютерне моделювання суттєво зменшує витрати часу, матеріалів і 
коштів, які були б потрібні для серії експериментальних зразків.  
Метою роботи є комп’ютерне моделювання дводіапазонної антени Уда-Ягі 
для керування FPV-дронами з використанням різних способів суміщення 
одиночних антен і дослідження її основних параметрів та характеристик. 
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: 
• ознайомитися з базовими поняттями про FPV-дрони, їх робочі частоти та 
вимогами до їх антен; 
• провести огляд сучасних програм моделювання антенних систем; 
• вибрати програму для моделювання дводіапазонної антени Уда-Ягі та 
розглянути основні функціональні можливості цієї програми; 
• провести перпендикулярне суміщення антен Уда-Ягі діапазонів 145/433 
МГц і дослідити параметри антени і форму діаграми направленості; 
• здійснити суміщення антен Уда-Ягі діапазонів 145/433 МГц шляхом 
рознесення по висоті і дослідити основні параметри та характеристики 
дводіапазонної антени; 
• розглянути суміщення антен Уда-Ягі діапазонів 145 і 433 МГц на одній 
траверсі і проаналізувати параметри антени. 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
6 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
1. АНАЛІЗ ВИМОГ ДО АНТЕН ДЛЯ КЕРУВАННЯ FPV-ДРОНАМИ 
 
1.1 Базові поняття про FPV-дрони 
 
FPV-дрон є безпілотним літальним апаратом, який забезпечує пілоту 
можливість керування в режимі реального часу за допомогою зображення з 
бортової камери. На відміну від традиційних квадрокоптерів, де оператор 
спостерігає за апаратом ззовні, у FPV-системах реалізовано принцип First Person 
View, тобто керування від першої особи. Саме ця особливість визначає специфіку 
застосування FPV-дронів, оскільки вони поєднують високу маневреність, 
оперативність реагування та значну точність виконання польотних маневрів [1].  
Сфера застосування FPV-дронів є досить широкою. Їх використовують у 
спортивних перегонах, під час виконання відеозйомки в складних умовах, а також 
у військовій практиці, де такі апарати стали ефективним засобом ураження. 
Завдяки високій швидкості, малим габаритам і здатності виконувати польоти на 
низькій висоті FPV-дрони здобули популярність як серед початківців, так і серед 
досвідчених пілотів. Подальший розвиток цієї технології пов’язаний із 
удосконаленням систем передавання даних, використанням оптоволоконних 
каналів зв’язку та впровадженням елементів штучного інтелекту.  
Історично концепція FPV сформувалася ще у 2000-х роках у середовищі 
радіомоделістів. На початковому етапі для передавання зображення 
використовувалися аналогові системи, які мали невелику затримку, однак 
поступалися за якістю зображення сучасним цифровим рішенням. Надалі 
розвиток FPV був пов’язаний із гоночним напрямом, появою спеціалізованих рам, 
потужних безколекторних двигунів та цифрових відеосистем. Особливої 
актуальності ця технологія набула після початку повномасштабної війни в 
Україні, коли FPV-дрони почали активно застосовуватися як ударні безпілотні 
засоби.  
У 2026 році FPV-дрони вже являють собою окремий високотехнологічний 
сегмент ринку безпілотних систем. Вони випускаються у значних обсягах, а їх 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
7 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
конструкція постійно вдосконалюється з урахуванням вимог до захисту від 
засобів радіоелектронної боротьби та підвищення ефективності керування. Таким 
чином, FPV-дрон слід розглядати не лише як технічний засіб, а як комплексну 
систему, у якій відеопередавання, радіоканал керування, енергетична частина та 
аеродинамічна схема працюють у тісній взаємодії.  
Конструктивно FPV-дрон складається з рами, двигунів, регуляторів 
швидкості, польотного контролера, камери, відеопередавача, приймача, 
акумулятора та антени. Саме узгоджена робота цих елементів визначає 
стабільність польоту, якість передавання сигналу та загальну ефективність 
системи.  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
8 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
1.2 Частоти FPV-дронів 
 
FPV-дрон використовує, як правило, два незалежні канали радіозв’язку: 
канал керування та канал передавання відео. Від правильного вибору частоти 
залежить дальність зв’язку, стійкість до перешкод і затримка сигналу. У разі 
невдалого вибору частот можливі втрати керування, погіршення якості 
відеозображення та нестабільність роботи системи в цілому [2].  
Канал керування призначений для передавання команд від пульта до дрона, 
тоді як відеоканал забезпечує трансляцію зображення з борту на окуляри або 
монітор пілота. Для FPV-систем є принципово важливим, щоб ці канали 
працювали на різних частотах, оскільки їхнє накладання один на одного 
призводить до взаємних завад. Окрім основних каналів, у багатьох системах 
застосовується також телеметрія, яка передає службову інформацію про стан 
акумулятора, висоту, швидкість та інші параметри польоту.  
 
Рисунок 1.1 – Частотні канали FPV дронів 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
9 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Для відеопередавання найпоширенішим є діапазон 5,8 ГГц. Він став 
фактичним стандартом для більшості цивільних FPV-систем завдяки 
компактності обладнання, низькій затримці та достатній кількості доступних 
каналів. Водночас у щільно забудованих районах цей діапазон може піддаватися 
впливу інших бездротових систем, зокрема Wi‑Fi. 
Для польотів на більші дистанції або в умовах наявності перешкод інколи 
використовують діапазон 1,2–1,3 ГГц. Його перевагою є краща проникність 
сигналу, однак реалізація таких систем потребує більших антен і складнішого 
розміщення на малогабаритній платформі. Окремо слід зазначити цифрові 
системи передавання відео, такі як DJI O3, Walksnail або HDZero, які 
забезпечують високу якість зображення, хоча при втраті сигналу можуть 
поводитися менш плавно, ніж аналогові системи. 
 
Рисунок 1.2 – Частоти відеопередачі FPV дронів 
  
Щодо каналу керування, найбільш поширеним є діапазон 2,4 ГГц. Його 
застосування стало особливо ефективним після поширення протоколу 
ExpressLRS, який забезпечує низьку затримку та значну дальність дії. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
10 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Альтернативою є діапазон 900 МГц, який краще працює в складних умовах і 
забезпечує вищу стійкість до перешкод. Також у практиці з’являються системи на 
нижчих частотах, що використовується для спеціалізованих завдань.  
Варто враховувати, що у випадку одночасної роботи кількох дронів 
можливе виникнення інтермодуляційних завад, особливо якщо передавачі 
працюють на близьких частотах. У таких умовах застосовують спеціальні схеми 
розподілу каналів, які зменшують ризик взаємних перешкод. Для одиночних 
польотів ця проблема є менш критичною, однак при групових заїздах або 
спільному використанні простору вона набуває істотного значення [2].  
 
Рисунок 1.3 – Вплив інтермодуляційних спотворень при роботі кількох  дронів 
 
В умовах сучасної радіоелектронної боротьби нижчі частоти загалом 
демонструють кращу стійкість до глушіння, ніж високочастотні діапазони. Саме 
тому 900 МГц вважається більш захищеним каналом порівняно з 2,4 ГГц, хоча 
жодна радіосистема не може забезпечити повну нечутливість до потужних засобів 
РЕБ. Технологія frequency hopping, яка застосовується в ExpressLRS, додатково 
підвищує живучість каналу за рахунок постійної зміни робочих частот.  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. Арк. № докум. Підпис  11 
Дата
 
Вибір частоти має здійснюватися з урахуванням конкретного сценарію 
використання. Для навчальних польотів та хобі найчастіше застосовують 
комбінацію 2,4 ГГц для керування та 5,8 ГГц для відео. Для перегонів і фрістайлу 
ці частоти також залишаються найбільш зручними. Для дальніх польотів і 
складних умов більш доцільним є використання 900 МГц для керування, а в 
окремих випадках — альтернативних відеодіапазонів.  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 12 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
1.3 Вибір нестандартних частот для керування FPV-дроном 
 
У сучасних умовах безпілотні системи застосовуються як у цивільному, так 
і у військовому секторі, а питання вибору робочої частоти набуло особливої 
актуальності. Розуміння принципів роботи дронів у різних частотних діапазонах є 
необхідним як для побудови ефективних каналів зв’язку, так і для протидії 
ворожим безпілотним апаратам. Значну роль у цьому відіграють засоби 
радіоелектронної боротьби, що змушують операторів шукати нетипові частотні 
рішення [3].  
Традиційні FPV-діапазони, зокрема 2,4 ГГц і 5,8 ГГц, є безліцензійними та 
широко застосовуються в цивільних і військових системах. Однак із розвитком 
бойового застосування FPV-дронів відбувся перехід до використання 
нестандартних частот, які менше піддаються впливу РЕБ або не входять до 
типових зон радіомоніторингу.  
До таких діапазонів належать смуги 180–200 МГц, 300–380 МГц, 400–480 
МГц, а також 480–520 МГц, які стали особливо помітними в умовах сучасного 
бойового застосування. Окремо згадуються діапазони 720–1020 МГц, а також 
стандартні 2,4 та 5,8 ГГц, що підкреслює широту спектра, який сьогодні 
використовується дронами.  
У таких умовах засоби РЕБ повинні бути адаптованими до реального 
спектра загроз. Ефективна протидія FPV-дронам полягає не лише в глушінні 
сигналів, а й у постійному аналізі частот, швидкій зміні конфігурації власних 
засобів зв’язку та застосуванні технічних рішень, які враховують поведінку 
противника. Саме тому адаптивність частотного планування є одним із ключових 
чинників сучасної радіоелектронної війни.  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 13 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
1.4 Типи антен для керування дронами в діапазоні 150/433 МГц 
 
Для систем керування безпілотними літальними апаратами найчастіше 
застосовують штирові, спрямовані, панельні та круговополяризовані антени. 
Водночас для частот 150 МГц і 433 МГц найбільш доцільним є використання 
дипольних, Yagi, Moxon та колінеарних антен, вибір яких залежить від необхідної 
дальності, діаграми направленості та умов експлуатації [4].  
На частоті 150 МГц антени мають значно більші габарити через більшу 
довжину хвилі. Одним із типових рішень є дипольна антена з лінійною 
поляризацією, розрахована на роботу в діапазоні 150 МГц. Такі антени мають 
просту конструкцію, відносно невисокий коефіцієнт підсилення та підходять 
переважно для стабільного керування, коли на перший план виходять надійність і 
передбачуваність роботи [5].  
 
Рисунок 1.4 - Антена керування для FPV Диполь 150МГц, 2,7dBi SMA-Male [5] 
 
Окрему увагу заслуговують направлені антени типу Yagi, які для 150 МГц 
забезпечують вищий коефіцієнт підсилення та вужчу діаграму направленості. Це 
робить їх доцільними для керування FPV-дронами на значних відстанях, особливо 
в умовах насиченого радіоефіру. Для такого класу антен важливими є точне 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
 14 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
узгодження з передавачем, низький КСХ та правильне орієнтування в просторі 
[6].  
 
Рисунок 1.5 - Антена YAGI ЧДБ, розрахована на частоту 150 МГц [6] 
 
Для діапазону 433 МГц спектр можливих рішень ширший. Тут 
застосовуються Yagi, Moxon, дипольні та колінеарні антени, причому вибір 
залежить від того, чи потрібна направленість, чи всенаправлене покриття. 
Направлені антени цього діапазону дають змогу збільшити дальність зв’язку та 
підвищити стійкість до перешкод [7], тоді як колінеарні конструкції є зручними 
для базових станцій і приймальних систем [8]. Направлені антени Уда-Ягі 
ідеально підходять для наземних стацій управління FPV-дронами [9]. 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
15 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Рисунок 1.6 – Антена Yagi 17dBi fpv long range 433 MHz [7] 
 
 
Рисунок 1.7 - Колінеарна антена на 433 МГц [8] 
 
Антена типу Moxon є компактним направленим рішенням, яке поєднує 
відносну простоту виготовлення та достатньо високу ефективність. Завдяки цим 
властивостям вона може бути корисною у випадках, коли необхідно забезпечити 
зв’язок на великій відстані без істотного збільшення габаритів обладнання [10].  
 
Рисунок 1.8 - Антена Моксон 433 MHz [10] 
 
Узагальнення основних характеристик антен для частот 150 МГц і 433 МГц 
наведено в таблиці 1.1. З наведених даних випливає, що для 150 МГц характерні 
більші фізичні розміри та відносно менший коефіцієнт підсилення у простих 
конструкціях, тоді як 433 МГц забезпечує кращий компроміс між габаритами, 
підсиленням та зручністю практичного застосування.  
У підсумку, для частоти 150 МГц доцільно використовувати антенні 
системи, орієнтовані на стабільність і надійність зв’язку, тоді як 433 МГц є більш 
універсальним рішенням для дальнього керування та роботи з наземними 
станціями. Для обох діапазонів критично важливими залишаються правильна 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
16 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
поляризація, узгодження з хвильовим опором 50 Ом і дотримання вимог до 
монтажу антени. 
Таблиця 1.1 
Порівняння параметрів антен для керування дронами на частотах 150 і 433 МГц 
Параметр 150 МГц 433 МГц 
Типові антени Диполь Yagi, Moxon, диполь, колінеарна 
Розмір Більший Менший і зручніший 
Підсилення Близько 2,7 dBi у диполя Близько 5–8,6 dBi залежно від типу 
Діаграма Переважно ширша для Від всенаправленої до сильно 
диполя спрямованої 
Застосування Стабільне керування, Дальнє керування, телеметрія, 
довші антени наземні станції 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 17 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
1.5 Принцип роботи антени Уда-Ягі 
 
Антена Уда-Яґі належить до класу направлених антен і широко 
використовується в системах радіозв’язку завдяки здатності формувати виражену 
діаграму направленості та забезпечувати підвищений коефіцієнт підсилення в 
заданому напрямку. Її принцип дії ґрунтується на взаємодії активного вібратора з 
пасивними елементами конструкції — рефлектором і директорами. Саме така 
побудова дозволяє перерозподіляти енергію електромагнітного поля так, щоб 
підсилювати випромінювання вперед і послаблювати його у зворотному 
напрямку. 
Активний вібратор є основним елементом, на який подається 
високочастотний сигнал. У результаті цього навколо нього виникає 
електромагнітне поле, яке збуджує струми в пасивних елементах антени. 
Рефлектор, розташований позаду активного елемента, зазвичай має дещо більшу 
електричну довжину, ніж півхвилі, і виконує функцію відбиття та часткового 
компенсаційного випромінювання у напрямку назад. Директори, навпаки, мають 
трохи меншу довжину, ніж активний вібратор, і сприяють концентрації енергії в 
основному напрямку випромінювання. У результаті взаємодії цих елементів 
формується направлений промінь, що забезпечує більш ефективну передачу 
енергії на віддалену приймальну систему. 
 
Рисунок 1.9 – Конструкція антени Уда-Ягі 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 18 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Важливою особливістю антени Уда-Яґі є те, що її направленість зростає зі 
збільшенням кількості директорів. Чим більше таких елементів містить 
конструкція, тим вужчою стає діаграма направленості та тим вищим є коефіцієнт 
підсилення. Це дає змогу використовувати антену в ситуаціях, де необхідно 
забезпечити надійний зв’язок у конкретному напрямку та мінімізувати вплив 
побічних сигналів і завад. Саме тому антени цього типу застосовуються не лише в 
класичних системах радіомовлення і телекомунікаціях, а й у радіомоніторингу, 
вимірювальних комплексах та системах керування безпілотними літальними 
апаратами. 
Перевагою антени Уда-Яґі є поєднання конструктивної простоти, відносно 
невеликої маси та високої ефективності. На відміну від більш складних антенних 
систем, вона не потребує значної кількості додаткових вузлів для забезпечення 
направленого випромінювання, але при цьому демонструє хороші електричні 
характеристики. Саме завдяки цьому її часто обирають у випадках, коли потрібен 
стійкий зв’язок на середніх або великих відстанях за умови чітко визначеного 
напряму роботи. У практичному застосуванні антена Уда-Яґі є одним із 
найпоширеніших рішень для задач, де важливі висока енергоефективність, 
придушення сигналів із бокових напрямків і підсилення корисного сигналу в 
робочій зоні. 
 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
19 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
2. ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ МОДЕЛЮВАННЯ АНТЕН 
 
2.1 Огляд популярних програм моделювання антенних структур 
 
Перш ніж ми заглибимося в програмне забезпечення, давайте коротко 
поговоримо про те, чому моделювання антени настільки важливе. Моделювання 
антени дозволяє спрогнозувати характеристики вашої антени ще до того, як ви її 
створите. Це може заощадити вам багато часу і грошей, допомагаючи 
оптимізувати конструкцію, уникнути дорогих помилок і забезпечити 
відповідність антени вашим конкретним вимогам. Незалежно від того, який 
проєктується тип антени моделювання є вирішальним кроком у цьому процесі. 
CST Studio Suite — це професійний програмний комплекс для 3D 
електромагнітного моделювання, який застосовують для проєктування, аналізу та 
оптимізації антен, НВЧ-пристроїв і складних радіотехнічних структур. Це 
інструмент, що дає змогу ще на етапі віртуального проєктування дослідити 
характеристики антени, зменшити кількість натурних експериментів і скоротити 
час розробки [11]. 
Програмний комплекс CST Studio Suite використовується для чисельного 
аналізу електромагнітних процесів у високочастотних структурах. Найчастіше 
його застосовують для моделювання антен, фільтрів, хвилеводів, мікросмужкових 
ліній, роз’ємів, корпусів та інших пристроїв, де важливі резонансні та 
випромінювальні властивості. Програма дозволяє отримати дані про вхідний опір, 
S-параметри, діаграму направленості, коефіцієнт підсилення, ефективність 
випромінювання та розподіл полів у просторі. 
У CST користувач створює або імпортує геометричну модель пристрою, 
задає матеріали, джерело збудження, граничні умови та діапазон частот. Після 
цього програма автоматично формує розрахункову сітку і виконує аналіз у 
часовій або частотній області, залежно від обраного методу розрахунку. Такий 
підхід дає змогу враховувати реальні геометричні та електромагнітні особливості 
конструкції, зокрема взаємний вплив елементів антенної системи. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
20 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
До складу CST Studio Suite входить кілька спеціалізованих середовищ. CST 
Microwave Studio призначений для моделювання антен, фільтрів, багатошарових і 
планарних структур, а також для аналізу НВЧ-задач у часовій і частотній 
областях. Окрім нього, у пакеті є модулі для моделювання низькочастотних полів, 
задач електромеханіки, аналізу поведінки заряджених частинок і спільного 
моделювання електричних схем із 3D EM-структурами. 
Для антен CST Studio Suite особливо корисний, тому що дозволяє 
досліджувати форму випромінюючої структури, підбирати геометричні параметри 
та аналізувати, як зміна розмірів впливає на робочі характеристики. У середовищі 
програми можна моделювати як окремі антени, так і фазовані антенні решітки, 
враховуючи взаємний вплив елементів, що є важливим для сучасних систем 
зв’язку. Це робить CST зручним інструментом для дослідницьких робіт, де 
потрібно не лише показати конструкцію, а й обґрунтувати її електромагнітні 
параметри. 
 
Рисунок 2.1 – Інтерфейс програми CST Studio Suite 
 
До головних переваг CST Studio Suite належать висока точність, підтримка 
різних методів чисельного аналізу, можливість роботи зі складною 3D-геометрією 
та наочна візуалізація результатів. Окремою перевагою є гібридне моделювання, 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
 21 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
коли 3D-структури можна поєднувати зі схемними моделями в єдиному 
середовищі. Крім того, програма зручна для параметричного аналізу та 
оптимізації, що особливо важливо під час добору характеристик антени під 
задану частоту або смугу частот. 
HFSS (High Frequency Structure Simulator) — це сучасний програмний 
комплекс для 3D-моделювання та аналізу електромагнітних полів, який широко 
застосовують у проєктуванні антен, НВЧ-структур і високочастотних пристроїв 
[12]. HFSS використовують для дослідження випромінюючих систем на етапі 
проєктування, коли потрібно ще до виготовлення оцінити резонансні частоти, 
узгодження, рівень втрат, діаграму направленості та інші параметри антени. 
Програма дає змогу моделювати як окремі антени, так і складні антенно-фідерні 
тракти, фазовані решітки та інші радіотехнічні структури. 
HFSS призначений для чисельного розв’язання задач електродинаміки у 
високочастотному діапазоні. Його основне завдання — точно відтворити 
поведінку електромагнітного поля в 3D-структурах, де розміри елементів 
порівнянні з довжиною хвилі. Саме тому HFSS часто використовують для антен, 
резонаторів, фільтрів, хвилеводів, мікросмужкових схем та інших НВЧ-вузлів. 
У HFSS користувач задає геометрію моделі, електрофізичні властивості 
матеріалів, джерело збудження та граничні умови, після чого програма 
автоматично будує сітку і виконує розрахунок методом скінченних елементів. 
Такий підхід дозволяє отримати точні результати без ручного підбору сітки для 
кожної задачі. Розв’язання виконується з урахуванням реальних електромагнітних 
процесів, що особливо важливо для точного аналізу антенних характеристик. 
HFSS підтримує розрахунок електричних і магнітних полів, струмів, S-
параметрів, вхідного опору, коефіцієнта стоячої хвилі, а також ближньої й 
дальньої зони випромінювання. Програма також дозволяє будувати 3D-діаграми 
направленості, аналізувати підсилення та ефективність випромінювання антени. 
Окремою перевагою є можливість виконувати параметричний аналіз і 
оптимізацію конструкції, змінюючи геометричні параметри та автоматично 
порівнюючи результати. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
22 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Для антен HFSS є особливо корисним, оскільки дає змогу ще на етапі 
проєктування визначити, чи буде антена працювати на заданій частоті, як 
змінюється її узгодження при зміні розмірів, і яку діаграму направленості отримає 
система. Програма застосовується для моделювання дипольних, мікросмужкових, 
рупорних, спіральних, логоперіодичних і фазованих антенних систем.  
Серед головних переваг HFSS — висока точність, автоматизоване 
побудування сітки, підтримка складних тривимірних моделей і можливість 
отримувати повний набір характеристик антени в одному середовищі. Програма 
також вважається галузевим стандартом для моделювання високочастотних 
електромагнітних задач.  
 
Рисунок 2.2 – Інтерфейс програми HFSS 
 
Altair FEKO — це програмний комплекс для чисельного електромагнітного 
моделювання, який використовується для проєктування, аналізу та оптимізації 
антен, НВЧ-пристроїв, систем електромагнітної сумісності та задач розсіяння 
електромагнітних хвиль. Програма є одним із поширених інструментів у галузі 
computational electromagnetics і застосовується в телекомунікаціях, авіації, 
автомобільній промисловості, оборонній та космічній сферах [13]. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. Арк. № докум. Підпис  23 
Дата
 
Основне призначення FEKO полягає у віртуальному дослідженні 
електродинамічних характеристик об’єктів ще до виготовлення фізичного зразка. 
Це дає змогу скоротити кількість експериментальних ітерацій, зменшити витрати 
часу та ресурсів, а також підвищити точність проєктування антенної системи. 
У складі FEKO передбачено зручне середовище для побудови геометрії 
моделі, завдання матеріалів, джерел збудження, граничних умов та параметрів 
розрахунку. Для аналізу програма використовує набір чисельних методів, зокрема 
метод моментів (MoM), мультирівневий швидкий мультипольний метод 
(MLFMM), метод кінцевих елементів (FEM), FDTD, а також високочастотні 
асимптотичні підходи, що дозволяє ефективно працювати як з невеликими 
антенами, так і з великими електрично протяжними структурами. Завдяки цьому 
FEKO придатний для моделювання дротових, мікросмужкових, рупорних, 
рефлекторних, конформних і решіткових антен. 
 
Рисунок 2.3 – Інтерфейс програми FEKO 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
24 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Важливою перевагою FEKO є можливість аналізувати не лише окремі 
антени, але й їх встановлення на реальних платформах, корпусах і транспортних 
засобах. Це особливо корисно в задачах оцінювання впливу навколишніх об’єктів 
на діаграму направленості, узгодження та коефіцієнт підсилення антени. Окремо 
варто відзначити наявність середовища POSTFEKO для перегляду та обробки 
результатів розрахунку, де можна будувати 3D-діаграми випромінювання, графіки 
S-параметрів, карти розподілу поля та інші характеристики. 
NEC (Numerical Electromagnetics Code) — це програмний комплекс для 
чисельного моделювання електромагнітної поведінки антен і металевих структур, 
який історично став одним із найпоширеніших інструментів для аналізу 
провідникових антен. Основою роботи NEC є метод моментів, що дає змогу 
розв’язувати інтегральні рівняння для струмів, індукованих у провідниках і 
поверхнях під дією джерела збудження або падаючої хвилі [14]. 
 
Рисунок 2.4 – Інтерфейс програми NEC 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
25 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
NEC особливо ефективний для моделювання дротових антен, таких як 
диполі, вертикали, рамки, петльові та інші тонкопровідні конструкції, а також 
антен, розміщених над землею або поблизу провідних поверхонь. Програма 
дозволяє задавати геометрію у вигляді окремих провідників і поверхонь, після 
чого обчислює розподіл струмів, вхідний опір, узгодження, діаграму 
направленості, ближнє та дальнє поле. Це робить NEC корисним інструментом як 
для інженерних задач, так і для навчальних та наукових досліджень у галузі 
антенної техніки. 
Однією з головних переваг NEC є відносна простота побудови моделі та 
висока швидкість розрахунку для класичних антенних структур. Користувач задає 
координати елементів антени, частоту, параметри живлення, властивості ґрунту та 
інші умови аналізу, після чого програма виконує електромагнітний розрахунок і 
формує набір результатів у вигляді графіків і числових параметрів. Завдяки цьому 
можна швидко оцінити, як зміна довжини елементів, висоти встановлення чи типу 
землі впливає на основні характеристики антени. 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
26 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
2.2 Функціональні можливості програми моделювання дротових антен 
GAL-ANA 
 
Першими програмними засобами для розрахунку антен були NEC2 і 
MININEC3. Вони забезпечували достатню обчислювальну точність, однак мали 
суттєвий недолік — незручний текстовий інтерфейс, який ускладнював введення 
даних і аналіз результатів. Саме через це згодом була створена програма 
MMANA. 
У MMANA процес побудови моделі антени можна виконувати як у 
текстовому, так і в графічному режимі. Крім того, програма містить набір 
допоміжних засобів, що спрощують роботу проєктувальника антен. Наступним 
етапом розвитку стала версія MMANA-GAL, яка отримала більш зручне 
середовище роботи та розширені можливості взаємодії з користувачем. 
Водночас MMANA-GAL зберегла обмеження, успадковані від MININEC3. 
Найважливіше з них полягає в тому, що під час розрахунку вхідного опору та 
параметрів ближнього поля не враховуються втрати в землі. 
Методика розрахунку антен ґрунтується на загальних рівняннях Максвела, 
однак для чисельного аналізу їх зручно подати у вигляді інтегрального рівняння 
електричного поля (Electric Field Integral Equation, EIFE). Така форма опису дає 
змогу визначати розподіл струмів в антені та обчислювати характеристики 
випроміненого поля. Для цього провідники моделі поділяють на сегменти, у 
межах яких розраховують власні та наведені струми. 
Якщо антену розбито на  сегментів, то для обчислення струмів формується 
квадратна матриця розміром . Тому зі збільшенням кількості сегментів 
зростають як час обчислень, так і потреба в пам’яті. Основні похибки 
моделювання пов’язані саме з сегментацією, оскільки точність результату 
залежить від числа сегментів і способу їх поділу. При цьому вважається, що струм 
у межах кожного сегмента змінюється лінійно; якщо ця умова не виконується, то 
й розраховані параметри антени можуть бути неточними. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін.    27 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
У липні 2014 року була представлена демо-версія GAL-ANA 0.4, яка стала 
однією з останніх модифікацій середовища MMANA [15]. У цій версії було 
додано нові вікна, зокрема інструментальний блок Tools, онлайн-довідку та 
велику бібліотеку антен. Також з’явилася можливість створювати, розраховувати 
й зберігати власні моделі в межах обмежень демо-версії. Попри статус демо-
версії, користувач може без суттєвих обмежень працювати з більшістю простих 
антен — від диполів і рамок до чотириелементної Yagi. Оновлення також 
торкнулися обчислювальних модулів, тому в окремих випадках результати GAL-
ANA є точнішими за старі версії MMANA-GAL. 
Інтерфейс програми GAL-ANA 
Робоче середовище GAL-ANA складається з п’яти основних частин: 
головного меню, панелі інструментів, області побудови, панелі вкладок опису 
антени та панелі керування. 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 28 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Рисунок 2.5 – Робоче вікно програми GAL-ANA 
 
Головне меню містить такі розділи: 
• File — команди створення, відкриття та збереження файлів. 
• Edit — інструменти редагування моделі. 
• Service — налаштування програми та вибір мови. 
• Tools — додаткові інструменти, зокрема оптимізація, допоміжні ВЧ-
розрахунки та калькулятор. 
• Window — виклик додаткових вікон з результатами, описом дротів, 
джерел, навантажень і ліній. 
• Help — вбудована та онлайн-допомога, інформація про програму. 
У розділі File передбачені команди створення нового проєкту, відкриття 
збережених файлів, швидкого перегляду, повторного відкриття недавніх файлів, 
збереження, збереження під іншим іменем, перегляду коментарів і виходу з 
програми. 
У розділі Edit доступні функції редагування антени: виклик редактора 
дротів, переміщення та обертання моделі, масштабування, створення решіток і 
округлення координат. 
Розділ Tools дозволяє виконувати оптимізацію антени, користуватися ВЧ-
утилітами та системним калькулятором. У вікнах Window користувач отримує 
доступ до таблиць результатів, дротів, джерел, навантажень і ліній передачі. 
Область побудови 
Область побудови призначена для візуального відображення моделі антени, 
її діаграми спрямованості та основних параметрів. Тут також відображаються 
допоміжні елементи: джерела, навантаження, лінії передачі та чотириполюсники. 
Активні елементи позначаються одним кольором, а вимкнені — іншим. 
Окремо реалізовано інтерактивне керування зображенням: обертання 
здійснюється перетягуванням мишею, а з правого меню можна вмикати показ 
діаграми направленості, змінювати орієнтацію зображення в площинах XY, XZ та 
YZ, а також коригувати положення центру координат. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. Арк.   29 
№ докум. Підпис Дата 
 
Після розрахунку у правій верхній частині області відображаються основні 
параметри антени та діаграма спрямованості. Користувач може вибирати тип 
діаграми через контекстне меню. 
Вкладки опису антени 
Панель вкладок містить розділи для завдання параметрів розрахунку, опису 
дротів, джерел, навантажень і ліній передачі. 
     
а)   б)   в)   г)   д) 
Рисунок 2.6 – Вкладки опису антени: а) установки розрахунку; б) дроти;  
в) джерела; г) навантаження; д) лінії і чотириполюсники 
У вкладці Установки розрахунку задаються: 
• робоча частота; 
• стандартний опір для розрахунку КСХ; 
• матеріал антени; 
• параметри сегментації; 
• тип землі та її властивості. 
У вкладці Дроти відображається список провідників моделі. Кожен дріт 
можна вибрати, додати, видалити або згрупувати для спільного редагування. Тут 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
30 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
же задаються координати, радіус проводу, кількість сегментів, тип координатної 
системи та ознака участі дроту в моделі. 
У вкладці Джерела задаються параметри збудження: номер дроту, 
положення джерела, амплітуда та фаза. Програма дозволяє вводити як 
комплексні, так і модульно-фазові значення. 
У вкладці Навантаження визначаються тип, значення й режим увімкнення 
навантажень. Підтримуються послідовні та паралельні RLC-елементи, 
зосереджені реактивні навантаження, розподілені втрати, а також коаксіальні 
трапи. 
Панель керування 
Панель керування містить елементи, які задають режим розрахунку та 
вигляд моделі на екрані. Тут користувач може вибрати тип обчислювального ядра 
— MININEC, NEC2 або NEC4, встановити частоту аналізу, задати додаткову 
висоту для зміщення антени по осі Z, а також запустити або зупинити розрахунок. 
Окремо передбачено налаштування точки обертання зображення, 
масштабування моделі та масштабу відображення струмів. Також можна вмикати 
або вимикати показ сегментів і струмів на графічному зображенні антени. 
Вікно двовимірної діаграми спрямованості 
Вікно 2D-діаграми призначене для перегляду плоских перерізів діаграми 
спрямованості. Воно містить меню, робочу область і панель керування. 
Користувач може зберігати зображення, друкувати його, налаштовувати шкалу в 
лінійному або логарифмічному вигляді, змінювати кольори, шрифти та вигляд 
ліній. 
У робочій області відображається маркер, який дозволяє зчитувати кут і 
підсилення у вибраному напрямку. Тут же подається службова інформація: тип 
обчислювального ядра, частота, максимальне підсилення, імпеданс, КСХ і тип 
землі. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
31 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 2.7 – Вікно 2D діаграми направленості 
 
2.7 Вікно тривимірної діаграми спрямованості 
3D-вікно дає змогу переглядати просторову форму діаграми спрямованості. 
Воно включає меню керування, область відображення, панель перетинів і панель 
управління. Користувач може перемикати спосіб візуалізації — поверхня, сітка 
або кольорове подання, а також вмикати чи приховувати відображення самої 
антени. 
Передбачено вибір шкали, кольорових схем, режиму одноколірного або 
градієнтного подання, зміну товщини ліній, сітки та параметрів перерізів. У 
нижній частині доступні засоби керування відображенням окремих поляризацій, 
азимутальних і вертикальних перерізів, а також масштабом. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
32 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 2.8 – Вікно 3D діаграми направленості 
 
На закінчення відзначимо, що є кілька відмінних варіантів програмного 
забезпечення для моделювання антен. Кожне програмне забезпечення має свої 
сильні та слабкі сторони. CST Studio Suite пропонує зручний інтерфейс та точні 
результати, HFSS забезпечує високоточне моделювання, FEKO універсальний 
завдяки своєму гібридному вирішувачу, NEC простий та економічно ефективний, 
GAL-ANA має зручний інтерфейс, простий і вільно поширюваний. 
Використання правильного програмного забезпечення для моделювання 
може суттєво покращити якість та продуктивність досліджуваних антен. Будь-
який з цих програмних інструментів допоможе оптимізувати конструкцію та 
забезпечити відповідність антен найвищим стандартам. 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
33 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
3 ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОДІАПАЗОННИХ УКХ АНТЕН УДА-ЯГІ  
 
3.1 Загальні принципи суміщення однодіапазонних антен 
 
Принципи суміщення УКХ антен Уда-Ягі різних діапазонів такі ж як і на 
УКХ. Існує думка, що багатодіапазонні антена завжди гірше однодіапазонних. Це 
вірно лише частково. З одного боку, грамотно виконана і узгоджена 
багатодіапазонна антена може бути не тільки не гірше, але навіть і краще 
(наприклад, по підсиленню Ga ) одно діапазонних антен. З іншого боку, якщо 
припустити невеликі погіршення в підсиленні та узгодженні, то нерідко вдається 
отримати від тієї ж антени кілька додаткових діапазонів (і часто так роблять).  
Універсального рецепта багатодіапазонності не існує. Кожне рішення має 
свої переваги і недоліки. Не слід ставитися до антени, що має комплексний 
вхідний імпеданс Za = Ra + jXa , що відрізняється від Z0 , як до поганої, 
компромісної, «інвалідної». А до антени, що має Za = Z0 , як до єдино правильної. 
Ефективність антени як випромінювача електромагнітних хвиль залежить від її 
розмірів, розподілу струму, висоти підвісу, посилення, ККД. Але від вхідного 
імпедансу ефективність антени не залежить. Вірніше на Za  згадані причини 
впливають, звичайно. Але зворотній залежності немає - ефективна антена, що 
добре випромінює, в принципі, може мати який завгодно вхідний імпеданс.  
Основна функція антени: випромінити - прийняти електромагнітну хвилю. І 
зробити це з потрібними нам діаграмою направленості (ДН) і коефіцієнтом 
підсилення Ga . А те, що деякі (50, 75, 300, 450, 600 Ом) значення опору ми 
вважаємо «правильними» (причому лише з тієї причини, що з цими опорами 
випускаються лінії передачі) антена і знати не знає. Для неї «правильним» є 
комплексно-спряжений з Za  комплексний вихідний опір генератора (активні і 
реактивні частини рівні, а реактивні частини протилежні за знаком), який (в 
суворій відповідності з Za ) теж може бути яким завгодно. А те, що генератор у 
нас внизу, а до антени підключена якась лінія (або узгоджуючий пристрій) антену 
не турбує. Не це її основна справа. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
34 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Отже, якщо антена має в усіх необхідних діапазонах задовільні ДН і 
підсилення Ga , то хороший тюнер в точці живлення перетворить її в 
багатодіапазонну. Це означає, що майже будь-яка з антен (диполь, вертикал, 
рамка) може працювати як багатодіапазонна.  
Нижній (по частоті) робочий діапазон визначає розмір антени. Ми не 
можемо використовувати занадто коротку (на нижньому діапазоні) антену, бо 
впаде Ga  і смуга. Розумні наступні межі: ширина 0,35  для диполя, периметр 
0,9  для рамкових антен і висота 0,18  для вертикальних. Верхній робочий 
діапазон визначає прийнятність діаграми направленості. 
Необхідність отримати роботу в декількох діапазонах для направлених 
антен стоїть гостріше, ніж для простих. Справа в тому, що крім усього згаданого, 
для спрямованої антени потрібно механічно міцна щогла з поворотним пристроєм 
(ротором), здатна нести нагорі велику і важку спрямовану антену. Щогла і ротор – 
речі вельми недешеві. Використовувати їх у декількох діапазонах – дуже 
марнотратно. Тому більшість обертових спрямованих КХ антен роблять 
багатодіапазонними. А це набагато важче, ніж зробити багатодіапазонними 
просту, слабонаправлену антену, в якій треба забезпечити лише узгодження. 
А в спрямованій багатодіапазонній антені, крім узгодження вібратора, треба 
ще забезпечити правильний (потрібний для односпрямованої ДН) розподіл 
струмів по елементах в кожному з діапазонів. А для цього грамотно вибрати 
число, розташування і спосіб виконання цих елементів. І не забути врахувати їх 
взаємний вплив. Завдання це складне, тому проектування спрямованих 
багатодіапазонних антен справедливо вважається одним з найважчих антенних 
завдань.  
Найпростіше рішення щодо створення багатодіапазонних спрямованих 
систем напрошується саме собою: візьмемо кілька однодіапазонних направлених 
антен і сумістимо їх. Якщо це плоскі конструкції (на кшталт Уда-Ягі), то на одній 
траверсі. Якщо витягнуті по висоті (рамкові, наприклад), то в одному 
конструктивному обсязі. Рішення хороше. Більше того, більшість спрямованих 
багатодіапазонних КХ антен виконується саме як кілька суміщених 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
35 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
однодіапазонних. Однак простота такого підходу удавана. При суміщенні 
виявляється чимало підводних каменів. Основна складність проектування 
суміщених багатодіапазонних направлених антен у впливі на працюючі на даному 
діапазоні елементи пасивних елементів інших діапазонів.  
Прикинемо, що вийде, якщо всередину першої добре налаштованої 
однодіапазонної спрямованої антени ми додамо другу спрямовану антену іншого 
діапазону. Вірніше, це ми вважаємо, що додаємо антену. А перша антена 
«побачить », що в її ближню зону додали якісь дроти (елементи другого антени). І 
вона стане наводити в них струми точно так само, як і в своїх «рідних» рефлекторі 
і директорах. Поле першої антени не може розібратися де «свої» пасивні 
елементи, а де «чужі» (від другої антени). Єдиним критерієм відмінності є 
резонансні частоти елементів. Чим далі за частотою друга антена від першої, тим 
менші струми наведе в її елементах поле першої антени. Але нульовими ці струми 
не будуть ніколи. І вони спотворять початковий збалансований струморозподіл 
першої антени. Навіть невеликі зміни точного розподілу струмів погіршують 
F / B . Щоб повернути струморозподіл до правильного (тобто отримати гарне 
співвідношення F / B ) в кожному з діапазонів потрібно нове проектування кожної 
з окремих антен. З урахуванням впливу струмів, наведених в елементах всіх 
інших діапазонів. Робота ця складна (доводиться пробігати кілька кіл: поправили 
одну антену з урахуванням впливу другої - подивилися другу з урахуванням 
першої - вийшло недобре - поправили другу - повернулися до першої, а вона 
поміняла частоту - і т.д.) і далеко не завжди гарантує отримання прийнятних 
результатів. Тому використання чисельного комп'ютерного моделювання 
частково спрощує вирішення поставленого завдання.  
Принципово неможливо отримати хороші результати, просто взявши 2-3 
хороші однодіапазонні спрямовані антени і поєднавши їх в одному обсязі. 
Необхідно нове проектування кожної з діапазонних антен, з врахуванням впливу 
всіх елементів інших діапазонів. І так для кожного діапазону, і повторювати ці 
цикли налаштування всіх діапазонів по кілька разів. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
36 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Щоб дослідити переваги і недоліки різних прийомів суміщення двох УКХ 
антен Уда-Ягі, розглянемо їх на прикладах одних і тих же антен, що суміщаються. 
Першою антеною буде 6-елементна антена Уда-Ягі, що працює на частоті 145 
МГц, другою – десятиелементна антена Уда-Ягі, розрахована на частоті 433 МГц 
[16]. Основні параметри антен представлені в табл.3.1. 
Таблиця 3.1 – Основні параметри досліджуваних антен Уда-Ягі 
Частота, Кількість Довжина Ga  у вільному Відношення Ra , Ом 
МГц елементів антени траверси,   просторі, ДБі F / B , дБ 
145  6 1,13 11,7 25 50 
433 10 2,86 14,9 26 50 
 
 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
37 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
3.2 Перпендикулярне суміщення антен Уда-Ягі  
діапазонів 145 і 433 МГЦ 
 
Перший спосіб суміщення антен – перпендикулярне їх розташування одна 
відносно іншої. Графічна побудова такої суміщеної антени Уда-Ягі в середовищі 
GAL-ANA представлена на рис.3.1 і 3.2 [16]. Антена складається з 16 дротів 
(рис.3.1,а), оскільки, як зазначено вище, антена діапазону 145 МГц має 6 
елементів, а діапазону 433 МГц – 10 елементів. Антена має окремі лінії живлення 
для кожного діапазону.  
Розглянемо випадок, коли живлення подається на вібратор 10-елементної 
антени діапазону 433 МГц (8 дріт). Розрахуємо параметри і характеристики 
антени для вільного простору і використаємо движок MININEC. Опір 
навантаження становить 50 Ом. 
    
а)      б) 
Рисунок 3.1 – Закладки «Геометрія» (а) і «Джерела живлення» (б) 
програми GAL-ANA для дводіапазонної антени Уда-Ягі  
з перпендикулярним суміщенням 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 38 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 3.2 – Загальний вид дводіапазонної антени Уда-Ягі  
з перпендикулярним суміщенням, побудованої в середовищі GAL-ANA 
 
Діаграма спрямованості антени, представленої на рис.3.2, розрахована для 
вільного простору і представлена на рис.3.3,а. Ця антена має приорітетний 
напрямок випромінювання. Тривимірна ДН досліджуваної антени представлена 
на рис.3.3,б. Підсилення антени Ga  становить 15,15 dBi, а КСХ антени дорівнює 
1,12 при 50-омному фідері, тому додаткове узгодження не потрібне. Максимальне 
випромінення антени буде під кутом 0о. Результати моделювання антени у 
вільному просторі отримані для зручності їх порівняння з результатами для інших 
типів антен.  
Виберемо в меню програми GAL-ANA реальну землю і висоту підвісу 
антени – 1,5 м, що становить трохи більше ніж дві довжини хвилі. Натискаючи на 
кнопку «Setup», у виринаючому вікні пропонуються значення «стандартної» 
землі: діелектрична проникність  = 13 , питома провідність  = 5  мСм/м (рис.3.4). 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
39 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
а) 
 
б) 
Рисунок 3.3 – Діаграма направленості дводіапазонної антени Уда-Ягі  
(при перпендикулярному суміщенні) у вільному просторі при збудженні на 
частоті 433 МГц 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
40 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 3.4 – Вікно для визначення параметрів реальної землі 
 
Результати моделювання антени з врахуванням впливу землі при висоті 
підйому 1,5 м представленні на рис.3.5.  
Зенітна діаграма спрямованості має флюктуючий характер. Це відбувається 
тому, що відбита від землі хвиля набуває додатковий фазовий зсув, що залежить 
від пройденого нею шляху, тобто від зенітного кута. Тому для деяких кутів прямо 
випромінена і відбита від землі хвилі є синфазними і дають збільшення 
амплітуди, а для інших кутів ці хвилі є протифазні і взаємно компенсують одна 
іншу, що проявляється у вигляді глибоких провалів в зенітній ДН. Підсилення 
антени Ga  з врахуванням впливу землі становить 20,51 dBi, що на 5,36 dBi краще 
порівняно з вільним простором. Кут елевації становить 6 градусів, що майже не 
відрізняється від випадку вільного простору. КСХ антени майже не змінився і 
становить 1,13, отже додаткове узгодження не потрібне. 
Тривимірна ДН антени з врахуванням впливу земної поверхні наведена на 
рис.3.5,б і суттєво відрізняється від ДН для вільного простору, наведеної на 
рис.3.3,б, наявністю додаткових пелюсток, кількість яких зростатиме зі 
збільшенням висоти підйому антени. 
Розглянемо роботу антени на частоті 145 МГц. Для цього в моделі 
необхідно поміняти розташування джерела живлення з 8 на 2 дріт і поставити 
відповідну частоту. Діаграма направленості такої  антени  для вільного простору 
представлена на рис.3.6,а. Ця антена також має приорітетний напрямок 
випромінювання. Тривимірна ДН досліджуваної антени представлена на рис.3.6,б.  
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
41 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
а) 
 
б) 
Рисунок 3.5 – Діаграма спрямованості дводіапазонної (145/433 МГц)  
антени Уда-Ягі при висоті підвісу над землею 1,5 м 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. Арк. № докум. Підпис  42 
Дата
 
Підсилення антени Ga  при роботі на частоті 145 МГц дещо нижче 
порівняно з випадком її збудження на частоті 433 МГц і становить 11,9 dBi, а 
КСХ антени дорівнює 1,24 при 50-омному фідері. Максимальне випромінення 
антени буде під кутом 0о.  
При дослідженні впливу землі на параметри та характеристики антени слід 
врахувати, що змінилася довжина хвилі. Для збереження висоти підвісу у 
довжинах хвилі (близько 2 ) виберемо висоту підвісу антени – 4 м, а параметри  
реальної землі залишимо стандартними. 
Результати моделювання антени при роботі на частоті 145 МГц з 
врахуванням впливу землі при висоті підйому 4 м представленні на рис.3.7.  
Зенітна діаграма спрямованості має флюктуючий характер, але спотворення 
не такі сильні порівняно з рис.3.5. Підсилення антени Ga  з врахуванням впливу 
землі збільшилось на 2,57 dBi порівняно з вільним простором і становить 14,47 
dBi. Кут елевації майже не змінився і дорівнює 6 градусів. Узгодження антени 
залишилось на тому ж рівні, оскільки КСХ антени не змінився і становить 1,24. 
Тривимірна ДН антени з врахуванням впливу земної поверхні наведена на 
рис.3.7,б. 
Отже, досліджувана дводіапазонна (145/433 МГц) антена Уда-Ягі має гарні 
характеристики на обох частотах, що обумовлено майже повною відсутністю 
взаємного впливу елементів одного діапазону на елементи іншого діапазону. 
Недоліком такої конструкції є дві точки живлення, тому при практичній реалізації 
такої антени додатково знадобиться фільтр додавання. Також на різних діапазонах 
буде різною поляризація хвилі: на 145 МГц – вертикальна, на 433 МГц – 
горизонтальна. 
 
 
 
 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
43 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
а) 
 
б) 
Рисунок 3.6 – Діаграма направленості дводіапазонної антени Уда-Ягі (при 
перпендикулярному суміщенні) у вільному просторі  
при збудженні на частоті 145 МГц 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
44 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
а) 
 
б) 
Рисунок 3.7 – Діаграма направленості дводіапазонної антени Уда-Ягі (при 
перпендикулярному суміщенні) при висоті підйому 4 м при збудженні на частоті 
145 МГц 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
45 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
3.3 Суміщення антен Уда-Ягі діапазонів 145 і 433 МГц шляхом 
рознесення по висоті 
 
Другим традиційним способом суміщення антен є їх паралельно рознесення 
по висоті. Для усунення взаємного впливу антен необхідно щоб відстань між 
поверхами була більше 1,5  верхнього діапазону. В обраній моделі антени [16] 
вона складає 1 метр. Додатковою перевагою такої конструкції є однакова 
поляризація для обох діапазонів. До недоліків конструкції добавляється більш 
висока мачта антени. Зовнішній вигляд антени представлений на рис.3.8. 
 
Рисунок 3.8 – Загальний вид дводіапазонної антени Уда-Ягі  
з рознесеним по висоті суміщенням, побудованої в середовищі GAL-ANA 
 
На рис.3.9 представленні результати моделювання дводіапазонної антени 
Уда-Ягі для вільного простору на частоті 433 МГц. При порівнянні результатів, 
представлених на рис.3.3 і 3.9 можна говорити про їх тотожність. Підсилення Ga 
становить 15,32 dBi, КСХ дорівнює 1,13, вхідний імпеданс антени має невелику 
реактивну складову, а дійсна частина становить 54 Ом.  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
46 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
а) 
 
б) 
Рисунок 3.9 – Діаграма направленості у вільному просторі дводіапазонної антени 
Уда-Ягі з рознесеним по висоті суміщенням  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
 47 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Відстань між поверхами антени рис.3.8 можна зменшити, якщо 
скоректувати розміри і положення ВЧ антени так, щоб компенсувати вплив 
низькочастотної Уда-Ягі. Зменшивши відстань до 70 см (1 ) можна перерахувати 
розміри і положення високочастотних елементів. Така антена представлена на 
рис.3.10. 
 
Рисунок 3.10 – Загальний вид дводіапазонної антени Уда-Ягі  
з оптимальним по висоті суміщенням, побудованої в середовищі GAL-ANA 
 
На рис.3.11 представленні результати моделювання оптимізованої 
дводіапазонної антени Уда-Ягі для вільного простору на частоті 433 МГц. При 
порівнянні результатів, представлених на рис.3.9 і 3.11, видно що антени мають 
майже однакові параметри. Підсилення Ga становить 15,02 dBi, що на 0,3 dBi 
гірше порівняно з випадком, коли антени були рознесені на більшу відстань. 
Зростання взаємного впливу зменшує підсилення на верхньому діапазоні. КСХ 
збільшився некритично і дорівнює 1,32 Тривимірна діаграма направленості 
антени рис.3.10 має вигляд, наведений на рис.3.11,б. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
48 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
а) 
 
б) 
Рисунок 3.11 – Діаграма направленості у вільному просторі дводіапазонної антени 
Уда-Ягі з оптимальним по висоті суміщенням  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 49 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
3.4 Суміщення антен Уда-Ягі діапазонів 145 і 433 МГц на одній траверсі  
 
Сумістимо антени так, щоб всі їх елементи опинилися на одній траверсі 
(рис.3.12). Очевидно, що взаємний вплив діапазонів буде відчутним. Для 
покращення параметрів антени необхідно провести оптимізацію розмірів ВЧ 
антени [16]. 
 
Рисунок 3.12 – Загальний вид дводіапазонної антени Уда-Ягі  
з елементами на одній траверсі 
 
Результати моделювання антени рис.3.12 показані на рис.3.13. Діаграма 
направленості дводіапазонної антени Уда-Ягі з елементами на одній траверсі має 
помітно більші задні «хвости», порівняно з антеною рис.3.10, що приводить до 
зменшення відношення F/B. Також зменшилось підсилення на 0,66 дБі, яке 
становить 14,36 дБі і залишилось 2 точки живлення. КСХ становить 1,31. 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
50 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
а) 
 
б) 
Рисунок 3.13 – Діаграма направленості дводіапазонної антени Уда-Ягі з 
елементами на одній траверсі у вільному просторі 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. Арк. № докум. Підпис  51 
Дата
 
3.5 Суміщення антен Уда-Ягі діапазонів 145 і 433 МГц на одній траверсі 
і точок живлення 
 
Поєднаємо точки живлення, використовуючи принцип Open Sleeve: 
вібратор 433 МГц розташувати близько до вібратора 145 МГц. Так, смуга 
верхнього діапазону звузиться (як це і відбувається при Open Sleeve живленні), 
але зате залишиться одна точка живлення. А це дозволить виключити фільтр 
складання і втрати в ньому, що знизить втрати у всій системі.  
Сумістимо наші антени (з повною оптимізацією всіх розмірів Уда-Ягі 433 
МГц) на одній траверсі і живленні Open Sleeve (рис.3.14). Результати 
моделювання такої антени показані на рис.3.15. Підсилення антени складає 12,74 
дБі. Виявляється, що в порівнянні з роздільним живленням рис.3.12 антена 
втратила в підсиленні більше  1,62 дБі. 
 
Рисунок 3.14 – Дводіапазонна антена Уда-Ягі з елементами на одній траверсі і 
суміщеною точкою живлення 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 52 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
При цьому елементів на антені, що працює на частоті 433 МГц, більше.  
 
а) 
 
б) 
Рисунок 3.15 – Діаграма направленості дводіапазонної антени Уда-Ягі з 
елементами на одній траверсі і суміщеною точкою живлення у вільному просторі 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
     53 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата
 
Доводиться поставити додатковий дальній директор, щоб зниження 
підсилення не було великим. На частоті 433 МГц це вже дванадцять елементів. І 
справа не обмежується лише падінням підсилення. На рис. 3.15 показані дві ДН. У 
азимутальній ДН видно відчутне погіршення відношення F/B на кілька дБ. А 
зенітна ДН зовсім погана: велике випромінювання в зеніт, пригнічене всього на 9 
дБ. 
Причина настільки поганої ДН в тому, що вібратор 145 МГц сам по собі 
резонує і на 433 МГц, від чого по його краях виникають дві паразитні напівхвилі 
струму. Ці краї з проблемними струмами знаходяться за межами рефлекторно-
директорної структури Уда-Ягі 433 МГц. Тому їх випромінювання назад і вгору 
залишається некомпенсованим і псує ДН всієї антени, знижуючи підсилення і 
збільшуючи паразитне випромінювання назад і вгору. Саме паразитне 
випромінювання струмів країв резонуючого на ВЧ низькочастотного вібратора є 
причиною сильного погіршення параметрів на 433 МГц.  
 
Рисунок 3.16 – Дводіапазонна антена Уда-Ягі з елементами на одній траверсі і 
суміщеною точкою живлення з П-подібним вібратором 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 54 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
а) 
 
б) 
Рисунок 3.17 – Діаграма направленості дводіапазонної антени Уда-Ягі з 
П-подібним вібратором і суміщеною точкою живлення у вільному просторі 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
55 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Треба щось з цими краями зробити. Найпростіший вихід - загнути вібратор 
145 МГц буквою П. Паразитні струми країв виявляються перпендикулярними 
основному випромінювання і значно менше псують ДН. 
Конструкція такої дводіапазонної антени Уда-Ягі з П-подібним вібратором 
наведена на рис.3.16. Ця антена має таке ж число елементів, що і рис.3.14, але має 
кращі параметри (рис.3.17): Gа = 13,84 дБ (тобто виграш 1,1 дБі) і відношення F/B 
> 18 дБ (в порівнянні з мінус 9 дБ придушення вгору антени рис.3.14 це 
непогано).  
Більш складний (але дає кращі результати) спосіб боротьби з паразитними 
струмами кінців довгого вібратора полягає в тому, щоб вивести його з резонансу 
на 433 МГц. Фізичний резонанс на третій гармоніці нікуди дітися не може, але 
при цьому він зовсім не зобов'язаний бути на частоті втричі більшою. Адже це 
тільки у найпростішого лінійного вібратора третя гармоніка майже точно втричі 
вище за частотою. А якщо вібратор містить котушки, то відношення частот 
третьої і першої гармоніки буде менше 3.  
 
Рисунок 3.18 – Дводіапазонна антена Уда-Ягі з суміщеною точкою  
живлення і НЧ вібратором з котушками 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
56 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Для нашої задачі це означає, що якщо ми додамо пару невеликих котушок в 
вібратор 145 МГц, то він сам по собі буде резонувати не на 433 МГц а десь нижче. 
Тобто в діапазоні 433 МГц паразитні струми на краях цього вібратора сильно 
зменшаться. Така антена показана на рис.3.18 [16]. У вібратор антени на 145 МГц 
включені дві невеликі котушки по 270 нГн на відстані по 34 см від центру 
(рис.3.19). Це призвело до невеликого вкорочення вібратора. Воно настільки 
невелике, що навіть не позначилося на підсиленні 145 МГц. 
 
Рисунок 3.19 – Закладки «Реактивні елементи» програми GAL-ANA 
для дводіапазонної антени Уда-Ягі з котушками на вібраторі 
 
А ось в діапазоні 433 МГц реактивний опір котушок вже великий, та й 
розташовані вони в тих місцях, де раніше були максимуми паразитного струму. В 
результаті проблемні струми країв НЧ вібратора практично зникають. Що і видно 
на ДН на рис.3.20: відношення F/B підвищується до 27 дБ, підсилення - до 14,89 
дБі (тобто на +1,15 дБі у порівнянні з рис.3.17). 
Плюси конструкції рис.3.18: одна точка живлення, однакова поляризація і 
одна траверса. Мінуси: у порівнянні з початковою одиночної антеною діапазону 
433 МГц довелося додати два елементи і все одно підсилення вийшло на 0,6 дБі 
нижче. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
 57 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
а) 
 
б) 
Рисунок 3.20 – Діаграма направленості дводіапазонної антени Уда-Ягі з 
суміщеною точкою живлення і НЧ вібратором з котушками у вільному просторі 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
58 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
4. ОХОРОНА ПРАЦІ  
 
4.1 Аналіз небезпек і шкідливостей, що виникають у процесі  
      проведення досліджень в приміщенні лабораторії 
 
Даний проєкт характеризується тим, що для проведення усього комплексу з 
дослідження параметрів антен необхідний сучасний комплекс програмних і 
апаратних засобів досліджень. Тому робота виконується за допомогою сучасного 
персонального комп’ютера (ПК) у приміщенні експериментальної лабораторії. 
Аналіз небезпек та шкідливостей полягає у визначенні наявності шкідливих 
факторів на робочому місці при роботі в даному приміщенні. Приміщення 
лабораторії розташоване на 2-му поверсі цегляної пятиповерхової будівлі. 
Устаткування лабораторії складається з чотирьох ПК і двох друкувальних 
пристроїв. Приміщення має наступні розміри: довжина 8 м, ширина 4,5 м,  висота 
3,2 м і розрахований на чотирьох одночасно працюючих чоловік. Площа, яка 
припадає на одного працівника – 9 м2, об’єм – 28,8 м3, що відповідає вимогам 
ДБН В.2.2.28-2010. 
Робота з комп’ютерного моделювання відноситься до категорії 1-легких, 
оскільки виконується сидячи, не потребує систематичної фізичної напруги або 
підняття і перенесення ваги. Енерговитрати при виконанні такої роботи 
складають приблизно 150 ккал/год, це еквівалентно 172 Дж/сек. 
Характеристика зорової роботи з ПК відповідає великому класу точності, 
тобто найменший розмір об'єкта розрізнення понад 0,3мм до 0,5мм, що відповідає 
3 розряду зорової роботи, підрозряд – в; контраст розрізнення об'єкта з фоном – 
великий, фон світлий. 
Лабораторія має бічне природне освітлення через три світлових отвори у 
зовнішній стіні (вікон). Вікно має такі розміри: ширина 1,3 м; висота 1,8 м. 
Нормований коефіцієнт природного освітлення становить 1,2%. Площа світлових 
отворів забезпечує необхідний коефіцієнт природного освітлення, фактичне 
значення якого становить 38-46%, що є достатнім рівнем, обумовленим ДБН 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
59 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
В.2.5-28-2018. Для темного часу доби передбачене штучне освітлення. 
Лабораторія обладнана шістьма світильниками, кожний з яких має по дві 
люмінесцентні лампи денного світла, потужністю 60 Вт кожна. Фактичне 
значення штучного загального освітлення становить 415-420 лк, а нормативне 
значення – 400 лк. Отже, рівень штучного освітлення відповідає ДБН В.2.5-28-
2018. 
Мікроклімат впливає на терморегуляцію організму людини, яка є 
необхідною умовою його життєздатності і нормальної життєдіяльності. 
Терморегуляцією називається сукупність процесів, пов'язаних з утворенням тепла 
в організмі людини і віддачею його в навколишнє середовище, в результаті яких 
температура тіла людини підтримується на постійному рівні (36,5-37 ºC) 
незалежно від зовнішніх умов. 
Мікроклімат впливає, головним чином, на теплообмін між організмом 
людини і навколишнім середовищем. Теплообмін здійснюється в основному 
трьома способами: 
1. конвекцією за рахунок різниці температур тіла людини і навколишнього 
повітря, а також за рахунок руху повітря; 
2. випромінюванням за рахунок різниці температур тіла людини і 
навколишніх предметів; 
3. випаровуванням за рахунок різниці вологості поверхні тіла людини і 
навколишнього повітря. 
Процес конвекції є перенесенням тепла в результаті переміщення і 
перемішування частинок повітря. Процес теплового випромінювання полягає в 
перенесенні тепла від одного тіла до іншого інтенсивними інфрачервоними 
променями. 
При нормальних умовах (T = 20 ºC, φ = 50%, P = 760 мм.рт.ст. (101,3 кПа), v 
= 0,1 м/с) людина в стані спокою віддає в навколишнє середовище в середньому 
420 кДж / год (100 ккал / год): конвекцією - 30%; випромінюванням - 45%; 
випаровуванням - 25%. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. Арк.   60 
№ докум. Підпис Дата 
 
Для забезпечення нормального теплообміну між організмом людини і 
навколишнім середовищем встановлені нормативні параметри мікроклімату. При 
відхиленні фактичних параметрів від нормативних відбувається порушення 
теплообміну, терморегуляції і пов'язаних з ними багатьох функцій організму, що 
призводить до виникнення ряду захворювань. 
Фактичні значення основних факторів мікроклімату наступні: 
1. Температура повітря: 
-   в холодний період року – 22-23°С; 
-   в теплий період року – 30-32°С. 
2. Вологість повітря: 
- в холодний період року – 50-52%; 
- в теплий період року – 40-45%. 
3. Швидкість руху повітря: 
- в холодний період року – 0,05-0,1 м/с; 
- в теплий період року – 0,1-0,15 м/с. 
Оптимальні параметри мікроклімату в робочій зоні : 
1. Температура повітря: 
- в холодний період року – 20-22°С; 
- в теплий період року – 25-26°С. 
2. Вологість повітря: 40-60 %. 
3. Швидкість руху повітря: 
- не більше 0,1м/с; 
Наведені фактичні значення задовольняють ДСН 3.3.6.042-99 «Санітарні 
норми мікроклімату виробничих приміщень», за виключенням температури в 
теплий період року. Необхідно розрахувати і змонтувати систему 
кондиціонування повітря. 
Дане приміщення відноситься до класу приміщень без підвищеної 
небезпеки ураження електричним струмом (ПУЕ-17), тому що відповідає таким 
вимогам: 
– кабінет має  струмонепровідні дерев'яні поли (паркет); 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 61 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
– відносна вологість повітря 50-60%; 
– немає утворень пилу , що проводить струм; 
– неможливість одночасного дотику з однієї сторони до металевих 
конструкцій будинку, що мають з'єднання з землею, і з іншої сторони до корпусів 
електроустаткування. 
Вся електрична підводка до столів, де розташовані персональні комп’ютери, 
захищена від механічних ушкоджень. Для захисту від ураження електричним 
струмом застосоване заземлення відповідно ДСТУ Б В.2.5-82:2016.  
При роботі з ПК не відбувається утворення і виділення в повітря загально-
токсичних, подразнюючих, канцерогенних і інших шкідливих речовин, 
концентрація яких перевищувала б установлені норми і правила, тому повітря 
робочої зони відповідає вимогам ДСТУ-Н Б А.3.2-1:2007 і вимогам до ГДК 
шкідливих речовин і пилу. 
Джерела вібрація в даному приміщенні відсутні, що відповідає вимогам 
ДСН 3.3.6.039-99 
В даному приміщенні рівень шуму визначається шумом від системних 
блоків та від друкувального пристрою (принтеру) і не перевищує 52 дБА, що 
відповідає вимозі ДСН 3.3.6.037-99 
Приміщення лабораторії розташоване в північній частині будинку, стіни 
пофарбовані кремовою фарбою (пастельний тон) із коефіцієнтом відбиття 40-60%, 
фарбування має матову структуру. Робочі місця обладнані відповідно до вимог 
ДСТУ 8604:2015. У даному приміщенні робочі місця розташовані таким чином, 
щоб у поле зору не потрапляли вікна й освітлювальні прилади. Екрани моніторів 
о
розміщені під кутом 90-105  до вікна, у поле зору не потрапляють поверхні з 
дзеркальним відбиттям. Співвідношення яскравості екрана з найближчими 
поверхнями не перевищує 5:1, покриття столу матове з коефіцієнтом відбиття 0,3-
0,4. Монітори розміщені так, щоб відстань від очей користувача до екрана 
о
складала не менше 700 мм, кут зору 30 . Руки користувача розташовуються на 
робочому столі в горизонтальному положенні, передбачена опора для спини. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін.    62 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Пожежна безпека регламентується НАПБ А.01.001-2014. Приміщення 
лабораторії відноситься до категорії В (ДСТУ Б В.1.1-36:2016) – 
пожежонебезпечних приміщень, тому що є наявність горючих речовин: дерев'яні 
столи і стільці, дерев'яна підлога, віконна рама; приміщення сухе з відносною 
вологістю 40-60%. Згідно умов експлуатації приміщення лабораторії відповідно 
до ДБН В.2.5-56-2014 обладнане автоматичним пожежним димовим 
оповіщувачем ІПК-3.1М, який формує сигнал про пожежу при виявлені чиннику, 
що супроводжує пожежу - дим. 
Додатково для гасіння пожежі в кабінеті передбачений ручний 
вуглекислотний вогнегасник типу ВВК-9, призначений для гасіння твердих і 
рідких горючих речовин, а також електроустановок. 
При виникненні пожежі люди евакуюються з лабораторії шляхом виходу в 
коридор другого поверху, що веде на сходову клітку, яка має вихід назовні через 
вестибюль (ДБН В.1.1.7-2016). 
За результатами аналізу умов праці дослідника, що виникають у процесі 
роботи при статистичній обробці матеріалів, можна зробити висновок, що всі 
параметри лабораторії відповідають вимогам нормативних документів для даного 
типу роботи. Відхиленням від встановлених вимог є  відсутність системи 
кондиціонування повітря. Виходячи з цього рекомендується в приміщенні 
лабораторії встановити систему кондиціонування повітря.  
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 63 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
4.2 Розробка системи кондиціонування повітря 
 
Кондиціонування повітря — це створення та автоматичне підтримування в 
приміщенні заданих або таких, що змінюються за певною програмою 
метеорологічних умов, які є найбільш сприятливими для працівників чи для 
нормального протікання технологічного процесу. Кондиціонування повітря може 
бути повним та неповним. Повне кондиціонування повітря передбачає 
регулювання температури, вологості, швидкості руху повітря, а також можливість 
його додаткового оброблення (очищення від пилу, дезінфекції, дезодорації, 
озонування). При неповному кондиціонуванні регулюється лише частина 
параметрів повітря. 
Кондиціонування повітря здійснюється кондиціонерами, які 
підрозділяються на центральні та місцеві. Центральні кондиціонери призначені 
для обслуговування великих за розмірами приміщень. Оброблення повітря 
проводиться в одному центрі, що розташований поза приміщеннями, в яких 
здійснюється кондиціонування і зв'язаного з останніми каналами для подачі та 
рециркуляції повітря. Місцеві кондиціонери мають малу продуктивність і 
встановлюються безпосередньо в невеликих приміщеннях. Такі кондиціонери, 
зазвичай, працюють на зовнішньому повітрі за, так званою, припливною схемою. 
Система кондиціонування оснащується спеціальними пристроями, які 
автоматично регулюють за заданими умовами необхідні параметри повітря, а 
отже й відповідні характеристики теплоносія та холодної води. 
Принцип роботи кондиціонера. 
У основі роботи будь-якого кондиціонера лежить властивість рідин 
поглинати тепло при випаровуванні і виділяти - при конденсації. Щоб зрозуміти, 
яким чином відбувається цей процес, розглянемо схему кондиціонера на прикладі 
спліт-системи:  
Основними вузлами будь-якого кондиціонера є:  
Компресор - стискає фреон і підтримує його рух по холодильному контуру.  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
 64 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Конденсатор - радіатор, розташований в зовнішньому блоці. Назва 
відображає процес, що відбувається при роботі кондиціонера, - перехід фреону з 
газоподібної фази в рідку (конденсація).  
Випарник - радіатор, розташований у внутрішньому блоці. У випарнику 
фреон переходить з рідкої фази в газоподібну (випаровування).  
ТРВ (терморегулюючий вентиль) - знижує тиск фреону перед випарником.  
Вентилятори - створюють потік повітря, що обдуває випарник і 
конденсатор. Використовуються для інтенсивнішого теплообміну з навколишнім 
повітрям. 
 
 
 
Рисунок 4.1 - Схема кондиціонера побудована за принципом  
спліт-системи 
 
Компресор, конденсатор, ТРВ і випарник сполучені мідними трубами і 
утворюють холодильний контур, усередині якого циркулює суміш фреону і 
невеликої кількості компресорного масла.  
В процесі роботи кондиціонера на вхід компресора з випарника надходить 
газоподібний фреон під низьким тиском в 3 - 5 атмосфери і температурою 10 - 
20°С. Компресор стискає фреон до тиску 15 - 25 атмосфери, внаслідок чого фреон 
нагрівається до 70 - 90°С, після чого поступає в конденсатор.  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 65 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Завдяки інтенсивному обдуванню конденсатора, фреон остигає і переходить 
з газоподібної фази в рідку з виділенням додаткового тепла. Відповідно, повітря, 
що проходить через конденсатор, нагрівається.  
На виході конденсатора фреон знаходиться в рідкому стані, під високим 
тиском і з температурою на 10 - 20°С вище за температуру атмосферного повітря. 
З конденсатора теплий фреон поступає в терморегулюючий вентиль (ТРВ), який в 
простому випадку є капіляром (довга тонка мідна трубка, звита в спіраль). На 
виході ТРВ тиск і температура фреону істотно знижуються, частина фреону при 
цьому може випаруватися.  
Після ТРВ суміш рідкого і газоподібного фреону з низьким тиском поступає 
у випарник. У випарнику рідкий фреон переходить в газоподібну фазу з 
поглинанням тепла, відповідно, повітря, що проходить через випарник, остигає. 
Далі газоподібний фреон з низьким тиском поступає на вхід компресора і увесь 
цикл повторюється.  
Цей процес лежить в основі роботи будь-якого кондиціонера і не залежить 
від його типу, моделі або виробника.  
При вирішенні питання щодо доцільності кондиціонування повітря 
необхідно враховувати й економічні чинники. 
Через традиції, що склалися, окрім одиниць системи СІ, для 
вимірювання потужності кондиціонера (при роботі на охолоджування або 
нагрів) використовують також позасистемну одиницю «британська теплова 
одиниця/година (БТЕ/год), величина якої визначається так: кількість тепла, 
необхідного для нагріву одного фунт (0,45 кг) води, на один градус 
Фаренгейта (0,56 °С). Одиниця БТЕ/год так співвідноситься з одиницею 
системи СІ (Вт): 1 Вт = 3,412 БТЕ/год. 
Таким чином, використовувані в кліматичній техніці одиниці вимірювання 
потужності (продуктивності) зв'язані між собою співвідношеннями: 1 Вт = 3,412 
БТЕ/год, 1 Вт = 1,163 ккал/год, 1 БТЕ/год = 0,293 Вт, 1 ккал/год = 3,968 БТЕ/год. 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін.    66 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Потрібну для конкретного приміщення потужність кондиціонера по холоду 
можна розрахувати, визначивши лишнє тепло в приміщені, в якому він повинен 
бути встановлений. 
Надлишкове тепло в приміщені розраховують за формулою: 
 
Qз =Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5  
 
де Qз  – загальна кількість тепла; 
Q1  – лишнє тепло в приміщені від сонячної радіації та штучного світла; 
Q2  – надходження тепла від людей, що знаходяться в приміщенні; 
Q3  – надходження тепла від офісного устаткування; 
Q4  – надходження тепла від побутової техніки; 
Q5  – надходження тепла від опалювання. 
Надходження тепла від сонячної радіації залежить від площі і розташування 
вікон. На широті Черкас надходження тепла через 1 кв. м скла будуть: 
- північна орієнтація – 42 Вт/м2; 
- північно-східна і північно-західна орієнтація – 215 Вт/м2; 
- східна і західна орієнтація – 290 Вт/м2; 
- південно-східна і південно-західна орієнтація – 220 Вт/м2; 
- південна орієнтація – 130 Вт/м2; 
- горизонтальне скління – 400 Вт/м2. 
Якщо вікно затінене деревами або є щільні світлі жалюзі, приведені 
величини ділять на коефіцієнт 1,4. 
Кабінет має бічне природне освітлення через чотири світлових отвори у 
зовнішній стіні (вікон). Вікно має такі розміри: ширина 1,3м; висота 1,8м. 
Надходження тепла від сонячної радіації через вікна, а при використанні 
електричного освітлення надходження тепла від штучного освітлення: 
 
Q1.1 = w  h  qs  nw =1,3 1,8  42  4 = 393  (Вт) 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. Арк. № докум. 67 
Підпис Дата 
 
де w  - ширина вікон, 
h  - висота вікон, 
qs  - орієнтація вікна, 
nw  - кількість вікон. 
 
Q1.2 = nL  PL =12  60 = 720  (Вт) 
 
де nL  - кількість ламп електричного освітлення, 
PL  - потужність одної лампи електричного освітлення. 
В результаті  
 
Q1 =Q1.1 Q1.2 = 393+ 720 =1113  (Вт) 
 
Надходження тепла від стін істотно менше, тому у ряді випадків ними 
нехтують. 
Надходження тепла від людей, що знаходяться в приміщенні. Одна людина 
залежно від роду занять виділяє: 
- відпочинок в сидячому положенні – 120 Вт; 
- легка робота в сидячому положенні – 130 Вт; 
- помірно активна робота в офісі – 140 Вт; 
- легка робота стоячи – 160 Вт; 
- легка робота на виробництві – 240 Вт; 
- повільні танці – 260 Вт; 
- робота середньої тяжкості на виробництві – 290 Вт; 
- важка робота – 440 Вт. 
Тепер розрахуємо надходження тепла від людей: 
 
Q2 = q p  np =140  4 = 560  (Вт) 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
68 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
де q p  - надходження тепла від людини, 
n  - кількість людей. 
     p
Надходження тепла від офісного устаткування. Зазвичай вони приймаються 
у розмірі 30% від споживаної потужності: 
- комп'ютер – 350 Вт; 
- лазерний принтер – 400 Вт; 
- матричний або струменевий принтер – 50 Вт; 
- копіювальний апарат – 500 - 600 Вт. 
 
Q3 = qk  nk  qr = (350  4) + 2 50 = 1500 (Вт) 
 
де qk  - надходження тепла від комп'ютера, 
     nk  - кількість комп'ютерів, 
     qr  - принтер. 
Надходження тепла побутової кухонної техніки. Побутова кухонна техніка 
відсутня, тому Q4 = 0  
У ряді випадків, у високих будівлях з великою площею скління 
кондиціонування буває необхідно вже навесні, коли опалювальний сезон ще не 
закінчений. В цьому випадку в розрахунку необхідно враховувати лишнє тепло 
від системи опалювання, що приблизно дорівнює 180-225 Вт/м2 площі. 
Вибираємо Q5 = 200 Вт/м2 .  
В результаті загальна сума тепла буде рівна: 
 
Qз = Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 = 1113 + 560 +1500 + 200 = 3282  (Вт) 
 
Вибираємо близьку по потужності модель кондиціонера із стандартного 
ряду: 2,0; 2,5; 3,5; 5,0; 7,0 кВт. В даному випадку достатньо моделі потужністю 
3,5 кВт. Вибираємо кондиціонер HAIER AS12NB5HRA. 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
69 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 4.2 - Кондиционер HAIER AS12NB5HRA 
 
Технічні характеристики кондиціонера HAIER AS12NB5HRA наступні: 
− Потужність охолоджування (Вт): 3500  
− Потужність обігріву (Вт): 3900 
− Повітрообмін (куб. м/година): 600  
− Розміри внутрішнього блоку (мм): 855x280x204 
− Розміри зовнішнього блоку (мм): 780x540x245 
− Потужність, яка споживається при охолоджувані (кВт): 1,025 
− Потужність, яка споживається при обігріві (кВт): 1,08 
− Живлення (В/Гц/Ф): 220/50/1 
− Рівень шуму (дБ): 21/35 
− Вага внутрішнього блоку (кг): 10,3 
− Вага зовнішнього блоку (кг): 28 
− Тип хладагенту: R410А 
− Контроль температури : Термістор  
− Кількість швидкостей вентилятора : 3/4  
− Регулювання коливання жалюзі : Авто  
− Тип пульта ДУ : ДУ з дисплеєм  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
     70 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата
 
− Діапазон температур: (-15) … +43 °С 
− Таймер : 24 год Вкл/викл  
− Тип компресора : інверторний 
 
Спеціальні функції та пристрої кондиціонера HAIER AS12NB5HRA: 
1. Інверторний компресор. 
Інверторний принцип управління компресором допомагає домогтися кращої 
енергоефективності. Кондиціонер працює плавно і тихо, споживає на 20-30% 
менше електроенергії. 
2. Режим дбайливого обдування і низький шум. 
Залежно від обраного температурного режиму, кондиціонер обирає спосіб 
обдування. На низькій швидкості працює тихо, звуковий рівень чутності - всього 
16 дБ. Повітряний потік спрямований вгору, в режимі охолодження і вниз, в 
режимі опалення. 
3. Рівномірна підготовки повітря. 
Вертикальні і горизонтальні жалюзі кондиціонера розподіляють повітряний 
потік в 11 напрямках. Так досягається рівномірний розподіл повітря по всій площі 
та об'єму приміщення. 
4. Антикорозійне покриття. 
Покриття Blue Fin захищає теплообмінник від впливу пилу і вологи. 
Збільшує термін служби обладнання. 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
71 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Висновки 
 
З погляду антенної техніки дводіапазонні рішення належать до більш 
складних, ніж класичні резонансні антени, оскільки необхідно забезпечити 
одночасно правильне налаштування двох частотних смуг і збереження 
стабільності параметрів у межах кожної з них. Для цього під час проєктування 
аналізують такі характеристики, як резонансні частоти, смуга пропускання, 
діаграма направленості, рівень випромінювальних втрат, ефективність 
випромінювання та стійкість до зміни умов навколишнього середовища. Саме 
тому подібні антени зазвичай розробляють із застосуванням програмного 
моделювання та подальшої параметричної оптимізації. 
В даній роботі проєктується дводіапазонна антена Уда-Ягі для діапазонів 
145 і 433 МГц. Дводіапазонні антени для FPV-дронів перевершують 
однодіапазонні за універсальністю, особливо в умовах РЕБ та перешкод і мають 
переваги: обхід глушіння без заміни антени, шляхом переключення зв’язку на 
іншу частоту; компактність і зменшення ваги дводіапазонної антени тощо. Антена 
Уда-Ягі характеризується гарними направленими властивостями та високим 
коефіцієнтом підсилення, що дозволяє забезпечувати якісний і стабільний зв’язок 
на великій відстані.  
При перпендикулярному способі суміщення кінцева конструкція антени 
складається з 16 дротів, оскільки, антена діапазону 145 МГц має 6 елементів, а 
діапазону 433 МГц – 10 елементів. Антена має окремі лінії живлення для кожного 
діапазону. Підсилення дводіапазонної (145/433 МГц) антени становить 12/15 dBi 
для відповідного частотного каналу. КСХ антени в нижньому частотному 
діапазоні дорівнює 1,12 при 50-омному фідері, отже узгодження майже ідеальне, а 
в верхньому – 1,24, тому додаткове узгодження не потрібне. Альтернативним 
способом суміщення антен різних частотних діапазонів є їх багатоповерхове 
розміщення. Для того, щоб виключити взаємний вплив антен потрібно, щоб 
відстань між антенами по вертикалі була більше ніж 1,5 довжини хвилі верхнього 
діапазону. В обраній моделі антени вона складає 1 метр. В такій конструкції 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
72 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
антени поляризація для обох діапазонів не змінюється. Недоліком такої 
конструкції є збільшення габаритних розмірів і погіршення аеродинамічних 
характеристик. При порівнянні результатів моделювання антен, суміщених 
різними способами, можна говорити про їх майже повну тотожність . 
Якщо сумістити антени так, щоб всі їх елементи опинилися на одній 
траверсі, то очевидно, що взаємний вплив діапазонів буде відчутним. Діаграма 
направленості дводіапазонної антени Уда-Ягі з елементами на одній траверсі має 
помітно більші задні «хвости», порівняно з попередньою антеною. Незначно 
зменшилось підсилення, яке становить 14,36 дБі.  
Проведено аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають у процесі 
проведення досліджень в приміщенні лабораторії, а також проведено розрахунок 
системи кондиціонування повітря в приміщенні лабораторії. 
 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
Змін. 73 
Арк. № докум. Підпис Дата 
 
Список використаної літератури 
 
1. Що таке FPV-дрон: повний гід від основ до передових технологій. - Режим доступу: 
https://visnyk-nanu.org.ua/shho-take-fpv-dron-povnyj-gid-vid-osnov-do-peredovyh-
tehnologij/  
2. Частоти FPV дронів: які бувають та як правильно обрати. - Режим доступу: 
https://r202x.com/blog/chastota-fpv-drona/  
3. На якій частоті працюють дрони? - https://exo.in.ua/news/71956  
4. Теорія і практика застосування безпілотних літальних апаратів (дронів). - 
Режим доступу: https://repository.gnpu.edu.ua/items/8bceb63c-ba8c-4345-ade9-
d1a0f4f0c6c0  
5. Антена керування для FPV Диполь 150МГц, 2,7dBi SMA-Male. - Режим 
доступу: https://rozetka.com.ua/ua/475526229/p475526229/  
6. Антена для керування YAGI ЧДБ 150 MHz. – Режим доступу: 
https://bezpeka.pro/antena-dlia-keruvannia-yagi-chdb-150-
mhz/?srsltid=AfmBOoq5yZUZwCOLgKo_mrycqgX-
f7D7Nd2cJblnkTT7JPFQckCYMsyj 
7. Пасивна антена Яґі 17dBi для FPV дронів 433 MHz (370-530 мГц). - Режим 
доступу: https://drontech.com.ua/pasivna-antena-battleborn-yagi-17dbi-dlya-fpv-
droniv-433-mhz  
8. Антена колінеарна 433 Мгц - Режим доступу: https://skyhub.com.ua/antena-
kolinearna-430-440-mhts-60sm/  
9. Наземні станції для FPV дронів - Режим доступу: 
https://drontech.com.ua/nazemni-stanciyi-upravlinnya-fpv-droniv  
10. Антена Моксон 433 MHz - Режим доступу: https://efpv.in.ua/antena-moxon-433-
moxon-ua  
11. CST Studio Suite - Режим доступу: https://www.3ds.com/products/simulia/cst-
studio-suite  
12. ANSYS HFSS, високочастотні розрахунки - Режим доступу: 
https://www.ansys.soften.com.ua/products/electronics/ansys-hfss.html  
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
74 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата 
 
13. FEKO. Solving Connectivity, Compatibility, and Radar Challenges - Режим 
доступу: https://altair.com.es/feko/  
14. Numerical Electromagnics Code - Режим доступу: https://www.nec2.org/  
15. GAL-ANA Manual - Режим доступу: http://gal-ana.de/Help/ 
16. VHF Uda-Yagi. 2 bands Режим доступу: http://dl2kq.de/mmana/4-3-61.htm 
17. Костяненко Д.С., Гавриш О.С. Чисельний розрахунок параметрів і 
характеристик дводіапазонних антен Уда-Ягі для керування FPV-дронами // 
Збірник тез доповідей студентської науково-практичної конференції ЧДТУ: 21-
22 квітня 2026 р. - Черкаси: ЧДТУ, 2026. 
 
 
Арк. 
ЗРТ27.026503.248 ПЗ 
  75 
Змін. Арк. № докум. Підпис Дата