...Я рассказал о своей идее местным радиолюбителям (речь идёт о Многодиапазонной GP"), они как один начали махать руками и говорить что лучше "морковки" ничего не бывает.
У "морковки" есть один плюс - ее настраивать не надо. Это если повезет и она сразу получиться. А у меня одна из "морковок" поставленная прямо на крыше, в окружении лифтовых будок и больших (метра 2 в диаметре) железок вытяжных колпаков вентиляции, показала на 15 м КСВ=3 и что было с этим делать и чем настроить - непонятно.
Кроме того, даже "удачная морковка" имеет КСВ по диапазонам до 1,6. А в жизни между КСВ=1,6 и КСВ=1,2 есть хорошо ощутимая разница. И при дальних QSO, и в смысле TVI.
Поэтому, настраиваемая антенна всегда предпочтительнее - ее можно конкретно подогнать под местные условия. Да и опыт настройки антенн - вещь дорогая и нужная, потому как когда-нибудь все равно придется настраивать сложные антенные системы, и лучше заранее иметь некоторый навык ...
Противовесы были сделаны из военного полевого кабеля - "полевка". Сидел долго думал какой длины их делать. У вас написано 1/4 лямбды, но про коэффициент укорочения ничего не сказано.
Вообще-то противовесы по возможности лучше всегда настраивать в резонанс. Физическая длина их близка к четверти волны если они хотя бы на метр или больше приподняты над крышей. Если они просто лежат на крыше, то из-за её сильного влияния крыши резонанс противовесов очень тупой выходит, и их для резонанса приходится сильно (до 0,7) укорачивать. Выходов два.
Первый (лучший) приподнять точку питания и противовесы на метр-другой над крышей и настроить их в резонанс.
Второй если противовесы лежат на крыше (хуже, особенно на DX) не особенно заботясь о соблюдении их размеров накидать их побольше. Не будет лишним на каждый диапазон положить штук по 8-10. Прирост идет примерно до 30 противовесов, дальше замедляется. Я сам выкладывал всю крышу противовесами из "полевки", привязывая их дальние концы к чему придется - к краям крыши (через кусок лески), к кирпичам, к старым доскам: ко всякому мусору, который валялся на крыше.
Запитывать антенну решил 50-ти омным кабелем, как раз был кусок нужной длины. Антенна, как вы и писали, очень хорошо настраивалась. На двадцатке КСВ вышел 1,1 , на остальных диапазонах 1,2. Вместо подстроечных конденсаторов использовал обычные трубчатые. И ничего, два месяца под дождями и ветрами отстояли, хотя закрыты они не были.
Конденсаторы КСО (старые, коричневые) держат в такой антенне до 500 Вт. Трубчатые - поменьше. Для герметизации антенных дел есть простой состав: в консервной банке расплавляется парафиновая свеча, а затем туда же добавляется канифоль (примерно столько же, сколько и парафина). Все это дело разогреть(на газу, или можно паяльником, но потом жало придется чистить) и перемешать. В остывшем состоянии масса должна напоминать твердый пластилин, если она в остывшем виде хрупкая и крошится - много канифоли. Эта масса теплой (градусов 40-45) руками наносится на конец кабеля, конденсаторы и т.д. Проверено: стоит лет по 10, выдерживает ВЧ, при необходимости переделать легко снимается паяльником, детали под ней чистые - можно сразу паять, используя ее как флюс.
...случайно мне попадается старая водопроводная труба диаметром 32 мм. Раздобыл трубку диаметром 10 мм для гамма-согласования.. Перед установкой хорошенько зачистил места соединения и смазал ЦИАТИМом, а для того если контакт все-таки пропадет, пустил вдоль мачты дополнительный медный провод в изоляции диаметром 2 мм. .И вот, после того как я отработал на эту антенну пол года, как-то раз вылез на крышу, посмотрел на нее и УДИВИЛСЯ ! Я же ее неправильно сделал! Провод, который я пустил вдоль мачты надо было припаять к мачте, в месте где с ней соединяется гамма-согласование. Я же этого не сделал - забыл.. Но антенна РАБОТАЕТ !
Все просто. Труба железная и работает. Она очищена от ржавчины и проводит. Провод медный из-за своего малого диаметра, а также из-за того, что он подключен "через верх" влияет совсем немного. Какие минусы? Железо, даже очищенное на 14 MHz, имеет заметные потери. Возможные выходы (в порядке улучшения).
1. Оставить все как есть и примириться с потерями на 14 MHz.
2. Подключить медный провод к точке питания (возможен небольшой уход настройки - подстроить!).
3. Зачистить всю железную. трубу до блеска и покрыть хорошим антикоррозийным составом.
4. По диаметру вдоль трубы пустить 4...6 (один слишком мало) медных или алюминиевых проводов. Их надо разместить равномерно по окружности трубы (я для этого приматываю их через полметра несколькими витками липкой ленты). Естественно, все эти провода соединить с гамма-согласованием в точке питания, с противовесами внизу, с концом трубы вверху. Для этого пользуюсь обычными хомутиками из полосок мягкого алюминия.
И.Г.
Небольшой отчет об антенне в CQ WW (речь идёт о Антенне на НЧ диапазоны). На 160 я работал на трансивер FT1000MP (100 вт.) Всех кого услышал ответили все кроме одного SM. Треск сильнейший на диапазоне. Особенно не усердствовал на 160. Разговаривал втесте с Владом UA4LU. Ругается что IH9P(59) и IG9P (59+10) его не слышат. У него QTH Дмитровград юго-западнее меня 150 км. т.е. направление от меняк ним через него. Антенна треугольник на высоте 12 этажного дома, радиоFT990+Р-140.У меня антенна нижняя точка на высоте 6 метров по 4 противовеса на каждый диапазон от земли тоже 6 метров из медного сетевого провода в изоляции. Вызывали одновременно мне ответили оба его не слышат.
От Вас до IG9 как я понимаю более 3000 км? Глянул на глобус - из Вашего QTH если сработать всех в радиусе 3,5 тысячи км + несколько DX-ов (а если разогнать кило и в телеграфе это реально)- наберутся 100 стран. На 3000 км вылезает разница штыря и треугольника. На более длинной трассе разница будет больше.
На 80 и 40 я пока так ничего и не понял. На 40-ке без проблем отвечали JA(с PAна 43) но что-то их мало было слышно. Может это были "ломы". На 80-ке без PAочень плохо отвечали.Что творилось на 160-ке не знаю не спускался туда
На 80-ке здесь на границе с Голландией S-метр в принципе не опускался ниже +10 dB, мощные европейцы стояли через 1...1,5 kHz - помехи ужасающие. На 40 были громкие японцы, но очень мало. В CW будет полегче. Насчет 80-ки не волнуйтесь - там антенна работает лучше чем на 160.Она оптимально спроектирована именно под 80 (какая у Вас, кстати получилась полоса на 80?), остальные диапазоны в известной мере компромиссные. Если бы при этой высоте мачты делать антенну только на один диапазон, то и 160-ку и 40-ку можно было бы сделать лучше. Но смысл здесь в том, что одной мачтой вполне солидно закрываются сразу все "низы". Удачи в телеграфном туре.
И.Г.
...насколько эффективна крыша 9-ти этажного здания со своей арматурой в качестве системы противовесов для GP на 80 и 160 метров?
Увы, очень и очень плохо. Проверял, причем в моем случае по периметру всего здания (90х11м) шли сварные железные перила, их тоже подключал. Вычисленное из измерений входного сопротивления антенны сопротивление потерь такой земли было более 50 Ом на 160m. А сопротивление излучения штыря 16,5 м с емкостными нагрузками сверху - около 10 Ом. Понятно, что КПД очень мал - много уходило в эту "землю".
Кроме того, в этом случае по всему дому шли помехи на НЧ аппаратуру и звук ТВ. Установка 6 противовесов из полевки (в форме сильно вытянутой буквы Ж, см. Антенна на НЧ диапазоны) снизила сопротивление потерь почти до 20 Ом и значительно уменьшила помехи. Последующее отключение крыши от системы заземления не вызвало заметного изменения сопротивления потерь, а вот помехи почти практически исчезли. Остались только несколько конкретных проблемных ТВ. Но стоит учесть, что в моем доме в Минске магистральный ТВ кабель проложен как раз прямо под крышей, т.е. через бетон крыши - прямо под противовесами.
На 80 дело несколько полегче, но там и значительно проще раскидать 6 противовесов. На 80-ке сопротивление излучения можно легко догнать до 35...50 Ом, поэтому потери не так страшны.
И.Г.
... замечания о плохой работе коротких вертикалов расходятся с мировой практикой. Большая часть TopBand DX-еров имеет или чисто вертикальные, или сильно (градусов под 45 и больше) наклоненные (диполи, дельты, etc) антенны.
Особенно посмешило категоричное утверждение, что вертикал 16,5 м с емкостными нагрузками всегда проигрывает инверторам и дельтам.
На самом деле все зависит от проводимости почвы (грунта) в очень большом радиусе вокруг антенны. Не радиалов, а именно почвы, грунта, землицы. Если ее проводимость чуть лучше чем плохая, то вертикал выиграет. И чем ниже угол - тем больше выиграет. И только на очень плохих почвах (камни гор, песок пустыни) в силу больших потерь вертикально поляризованной волны вдоль таких почв горизонтальная антенна (даже невысоко висящая) выиграет.
Но все же случаи очень плохой земли - редкость. Поэтому все-таки в большинстве случаев (где земля не очень плохая) вертикальные антенны (даже укороченные) выигрывают на дальних трассах у горизонтальных (при равной высоте).
На inverted V (которая раньше стояла на той же 16-ти метровой мачте) я имел 2 (два) QSO c NA (зато не дозвался наверное с десятка три станций, которые стояли на CQ и меня в упор не слышали), не имел SA, OC. Причем работал я на инвертор года три. После переделки его в вертикал за пару лет на 160-ке сделал больше сотни стран, провел несколько десятков связей со Штатами (14.01. 99 часа в три ночи по местному на CQ отработал более 20 станций штатов, включая 3 и 4 зоны), закрыл все континенты, есть 6BWAC. Все перечисленное - заслуга скорее этой антенны, чем моя.
Дозывался всех кого слышал, а кто-то может не покривив душой сказать то же самое о инверторе? Ну конечно, инвертор на ближних 2000 км выигрывает, но они вам нужны? Греметь на 59++++ на своем континенте и чтоб Вас не слышали другие континенты?
Много раз сравнивался с EU1AZ (5 км от меня, диполь на уровне 12-этажек) и EU1FC (8 км от меня полноразмерная дельта, два угла на 9 этажном доме, третий на 5 этажном). Мощность у всех примерно одинаковая. У диполя на трассах более 2000 км выигрывал всегда, причем чем дальше, тем больше. У дельты - почти всегда, равные рапорты были от станций с направления наклона дельты, в обратном она проигрывала до баллов (тут, справедливости ради стоит сказать, что в этом направлении дельта "светила " в дом). У одного человека из EW7 (позывной не упомню, но если надо могу потом найти) стоит в деревне в огороде вертикал 18 м со "шляпой" из шести 1,2 м трубок. Тоже киловатт. Этот НАМ имеет более 120 сработанных на 160-ке стран, более 30-ти WAZ зон, при этом (пристегнитесь покрепче к креслу!) он не знает телеграфа и все - только SSB! Меня со всего мира "доставали " - узнать его почтовый адрес, чтобы direct ему послать! А до вертикала у него был инвертор, и ни в чем выдающемся он замечен не был.
У очень "громкого" EU6AF (это другой уже, далеко за 130 стран, зон не знаю, но много, по крайней мере 32, 23, 22, 27 и 6-ю он имеет ), который не имеет и не шлет карточек - в минском бюро несколько ящиков набитых карточками за 160-ку,из них наверное несколько сот (!) NA. У человека вертикал (27 м, но без емкостных нагрузок, просто вертикал) в небольшом городке... Тоже раньше был инвертор - выбросил его, заменил вертикал и очень доволен.
Так что сказки про то что инвертор лучше, они... как бы это помягче сказать... сказки, одним словом.
Академическое сравнение разницы уровней от разных антенн хорошо в теории или (ну вот так страшно повезет когда вы единственный, кто зовет DX. В реальной жизни все обстоит несколько иначе. Например, на рассвете на несколько минут "всплывают" кто-то с Карибов, слышимый аж целых минут 15 балла эдак на 3...4. На нем естественно, виснет пайл-ап на пол-Европы. И тут дело решает каждый децибел. Если ваш инвертор проигрывает на такой трассе балл (реально, конечно больше, это я еще польстил инвертору), то это не значит, что вам ответят после всех, это означает, что вам не ответят НИКОГДА, пока до вас дойдет очередь - те жалкие несколько минут прохода кончатся.
Особенно хорош вертикал в деревне, потому как в городе есть такая беда - вас зовет кто-то, а понять кто нельзя... Но сказать что вертикал принимает хуже инвертора нельзя. Вертикал принимает больше шумов, идущих под низкими углами, но и сигнала-то полезного от DX -а он тоже больше принимает! Так что ОТНОШЕНИЕ сигнал\шум почти такое же. Но о приеме на вертикал, в другой раз как-нибудь. А вообще, что я уговариваю? Да не слушайте меня ни в коем случае! Ставьте инвертор. Через годик-другой, жизнь сама заставит его убрать (тот же EU6AF говорил: "на инверторе я дошел до 80 стран - и как в стену уперся, не слышат меня дальше!") и заменить его на что-то вертикально или сильно наклонное.
И.Г.
Реально, конечно, качество работы вертикала зависит от качества земли, причем при плохой земле в первую очередь ухудшается дело с низкими углами излучения.
А уж как выполнить хорошую землю - зависит от местных условий. Для дома в городе - я вышел из положения, как в Антенне на НЧ диапазоны.
Для деревни мы раскидывали около 30 проводов лежащих на земле по 30 м каждый (расплетали многожильный алюминиевый провод от воздушных ЛЭП, в нем 14 жил по 1 мм, так что его понадобилось всего 60 м). При наличии возможности "землю" лучше настроить. Совсем негоже использовать плохую землю - например только вбитую в землю трубу или заземление на ограждение дома, или пару "резонансных" противовесов лежащих на земле (почему в кавычках - влияние земли сильно расстраивает противовесы и резонансная длина их совсем не та, что в воздухе).
Все "жуткие" истории о плохой работе укороченных вертикалов - это истории о плохо сделанной системе заземления и\или плохой проводимости почвы.
Еще раз обращаю Ваше внимание на коаксиальную инв. L - у нее выше, чем у обычной сопротивление излучения, и соответственно меньше потери в земле (или при тех же потерях - проще требования к качеству земли).
Теперь, о том, что делать с заземлением и противовесами. Есть две вещи и обе желательно сделать. Первая: вбить в землю оцинкованную (чтоб не коррозировала) трубу -заземление, совсем хорошо, если удастся достать до подпочвенных вод. Вторая: накидать (и чтобы не мешали закопать примерно на 0,3..0,5 м) много коротких (15..30м) противовесов, не обязательно прямых - можно гнуть вдоль дорог, границ участка и т.п. Главное, чтоб их было хотя бы десятка три (лучше больше). Я это делал на даче осенью, и залезал к соседям, о чем они и не подозревали, ибо до глубины 0,5 м землю они не копали).Не пугайтесь коротких противовесов - малую длину возмещайте их количеством.
Самое главное - в любом случае систему противовесов надо настроить в резонанс. Для чего подключать их к оплетке кабеля не прямо, а через настроечный вариометр, которым и настраивается в резонанс вся система противовесов. Проще всего это сделать по аксимуму тока , втекающего в противовесы - идущий к противовесам вывод вариометра продевается через ферритовое кольцо, на котором мотается обмотка витков 10..20, которая через диод идет на "показометр".
И.Г.
Кто не знает - у хорошего идущего сейчас в Европе на 160 м 8Q7DV как раз 16,5 м вертикал с емкостными нагрузками.
.. кто не знает - в UA9C его практически не слышно... Что еще раз доказывает, что на уральских каменистых почвах вертикальная поляризация излучения проигрывает горизонтальной... Ну и к тому ж до Европы от 8Q7 раза в полтора дальше, чем от UA9C. И вообще, "чудес" прохождения не отменяет ни одна антенна.)
...кто не знает - с юга можно работать еще на более короткие антенны...
Что-то я не упомню никого с юга, кто-бы работал на совсем короткие вертикальные антенны (не говоря уж о горизонтальных). Да и мой опыт этого не подтверждает. По моим данным, для относительно приличной работы укороченного вертикала на 160 м надо обеспечить его сопротивление излучения (Rизл) не менее 8...10 Ом. Тогда при реально выполнимой хорошей системе заземления с сопротивлением потерь 10...20 Ом можно получить КПД 30..50% (скептики не спешите улыбаться, у того же полноразмерного inverted V, на мачте 16 м КПД около 35%, да еще к тому же большая часть излученной им энергии "выстреливается" под высокими углами к горизонту).
А вот Rизл зависит не только от высоты вертикала, но и от его конструкции. Вот несколько цифр по Zизл = Rизл + Xизл.
- просто вертикал 16,5 м: Zизл = 4,05-j436 Ома,
- вертикал 16,5 м с двумя проводами емкостной нагрузки по 8,7 м (Антенна на НЧ диапазоны) Zизл = 7,95 + j222 Ом,
- просто вертикал высотой 21.5 м: Zизл = 7,95+j307 Ом.
Что видно из этих цифр? Просто вертикал 16,5 м имеет Rизл всего 4 Ома, и для приличной работы нуждается в трудно выполнимой земле с потерями менее 8 Ом (для сравнения - нерезонансная система заземления из 100 проводов длиной по 0,4 лямбды каждый имеет сопротивление потеть 5 Ом), при реально выполнимой земле с потерями 15...20 Ом КПД его будет менее 20%.
Тот же вертикал с проводами емкостной нагрузки наверху имеет Rизл уже 8 Ом (вдвое выше), что позволяет при реальной земле (даже согнутая система противовесов на многоэтажном доме, имеет потери немногим более 20 Ом,) получить уже вполне приемлемый КПД 33...45%. Отмечу у этого вертикала еще наименьшее отношение Xизл/Rизл, что определяет наибольшую из всех трех рабочую полосу.
Просто вертикал высотой 21,5м имеет ТАКОЕ ЖЕ как и в предыдущем Rизл, но он на 5 м выше! То есть он ничем не выигрывает у предыдущей антенны, более того из-за большего Xизл проигрывает ей по полосе.
Поэтому говорить просто о высоте вертикала НЕКОРРЕКТНО. Два вертикала с одинаковой высотой (как показано выше) но с по-разному сделанными верхушками имеют весьма разные параметры.
И напоследок об Антенне на НЧ диапазоны - эта антенна компромиссная, рассчитанная на то, чтобы одной мачтой "закрыть" все НЧ 160-80-40-30. И естественно, за компромисс надо платить.
Если делать антенну только на 160 и 80, то лучше использовать мачту 19,5 м, с четырьмя (а лучше - шестью) проводами по 11 м, получается Rизл более 12 Ом с небольшим Xизл= -63 Ом (цифры - для 4-х проводов сверху). Но для диапазонов 40 и 30 м такая антенна слишком длинна - лепесток сильно задирается вверх.
Кто не знает - стоит она на самом берегу моря.
Что еще раз доказывает важность хорошей земли для вертикала.
И.Г.
А у радиалов есть еще одна функция (по моему - главная) - подавление отраженной волны, бегущей СНАРУЖИ кабеля.
Это их далеко не главная функция. И выполняемая только в единственном, частном случае противовесов длиной в четверть лямбды. А для класса асимметричных вертикалов (например R7 , СВ штыри длиной около полуволны, GAP TITAN, вертикал UT1MA), противовесы только ДОСТРАИВАЮТ в резонанс вертикал, а сами по себе они не резонируют, имеют комплексное входное сопротивление (резонанс достигается только вместе комплексно сопряженным входным сопротивлением вертикала - то есть у всей антенны сразу, а отдельно и штырь и противовесы - нерезонансные), и конечно они не могут "проглотить" ток асимметрии.
Давить этот ток желательно не столько для повышения эффективности антенны - в принципе, немного туда и утекает, сколько для устранения помех приему и при передаче за счет излучения ВНЕШНЕЙ стороны оплетки кабеля.
Кстати, часто не различают два РАЗНЫХ тока оплетки - один по внутренней ее стороне, другой по внешней. А это РАЗНЫЕ токи: из-за скин-эффекта ток течет только по поверхности в несколько десятков мкм (даже на 160 м) не затекая внутрь металла, и поэтому внутри и снаружи оплетки спокойно текут совсем разные ВЧ токи, словно мы имеем две тонкие оплетки с изолятором между ними. И соединяются эти две тонюсенькие оплетки вместе у ТХ и у антенны - вот поэтому, если в точке подключения оплетки к антенне не ноль напряжения по ВЧ, ток успешно вытекает на внешнюю сторону оплетки и течет по ней к передатчику излучаясь по дороге - получается прелестная антенна типа LW из наружной поверхности оплетки кабеля, собирающая и излучающая кучу мусора.
Возвращаясь к теме. Поэтому самая общая метода настройки противовесов: по максимуму напряжения на их концах (причем при работе всей антенны, а не противовесов отдельно).
И.Г.
Есть две отдельные проблемы:
1. Настройка антенны в резонанс. Всей антенны, как она есть с противовесами, или без таковых - любой. Тут все вроде ясно с настройкой (кроме особо специальных случаев) - максимум напряжения на концах, максимум тока в его пучности.
2. Симметрирование (здесь и далее, имеется в виду коаксиал), или иными словами подавление (а бывает и компенсация) тока пытающегося от антенны вытечь куда ему не положено - на внешнюю сторону оплётки.
Надо четко понять, что если по физике работы антенны в точке её питания на клемме подключения оплетки кабеля присутствует ВЧ потенциал относительно земли (а это практически все антенны, кроме пожалуй четвертьволнового штыря и диполя с гамма- и омега-согласованиями),то этот самый потенциал прикладываясь к верху кабеля, ко внешней стороне оплетки вызывает по ней ток. Не забудьте - внизу у ТХ внешняя сторона оплетки заземлена (или по крайней мере должна быть заземлена). И чем больше этот ВЧ потенциал оплетки относительно земли в точке питания антенны, тем большая часть тока течёт снаружи оплетки до ТХ со всеми вытекающими оттуда помехами ...
Методов борьбы с таковым безобразием несколько и все они известны хорошо:
2.1. Попробовать сконструировать антенну так, чтобы этого ВЧ потенциала не было, или он был бы минимальным. Отсюда многочисленные рекомендации питать антенну только в пучности тока - излишне категоричные на мой взгляд, потому как много весьма интересных антенн имеют асимметричное питание. Не отказываться же от них.
2.2. Если уж это ВЧ есть, то как-то ослабить ток по внешней стороне оплетки, создав для него большое сопротивление. Это ВЧ дроссели в точке запитки (да-да, те самые "несколько витков кабеля" просто так в бухточку или на большом ферритовом кольце, которое в данном случае выбирается по принципу "чем хуже, тем лучше" - его задача "не пущщать" ток по наружной стороне оплетки, создав большое индуктивное сопротивление). Сюда же попадают рекомендации распределить несколько ферритовых трубок (колец) по всей длине кабеля.
2.3. Компенсировать ток по наружной стороне оплетки, запустив по ней точно такой же, но противофазный (резонансные симметрирующие устройства типа U-колена и четвертьволнового стакана).
2.4. Хорошо работают апериодические симметрирующие трансформаторы на ферритах (если удастся найти хороший феррит), не имеющие на своём входе ВЧ потенциала, относительно земли. Любопытный нюанс - просто несколько витков кабеля на ферритовом кольце (из п 2.2.) таким трансформатором не являются, нужна еще и третья обмотка - схема есть в любом справочнике.
Что из этого выбрать? А что хочется, и в конкретном случае можется. Но при любом случае, имеет большой смысл выполнить рекомендации из п.2.2 насчет нескольких, распределены по кабелю колец. Дело вот в чём. Допустим Вы имеете идеально симметрированную (никогда этому не верю, но предположим) в точке питания антенну, скажем диполь с самым-самым симметрирующим устройством. Кабель отводится первые несколько метров по науке (перпендикулярно полотну), а потом - конечно как придется и как получится по местным условиям (и скорее всего параллельно одному из плеч). И вот эта самая внешняя сторона оплетки (там, где кабель не перпендикулярен диполю), находясь в поле антенны прекрасно примет часть сигнала, и по ней снова попрет ток (хотя и небольшой), несмотря на полное симметрирование у антенны. Вот тут и пригодятся кольца (или защелкивающиеся трубки или сердечники от строчных трансформаторов) - несколько штук их распределенных по кабелю электрически разорвут внешнюю сторону оплетки на небольшие куски, создавая индуктивное сопротивление для этого тока.
Кстати, именно такая мера в 1\4 GP с резонансно настроенными противовесами у меня заметно снизила помехи (потому как кабель уходил вбок практически между противовесами, и конечно же был в ВЧ поле).
И.Г.
Согласен, поэтому в случае антенны с не четвертьволновыми радикалами, видимо там нужны СПЕЦИАЛЬНЫЕ меры по подавления поверхностной волны.
Да какие ж они специальные - дроссель в точке питания - всего-то делов. Кстати и для антенны с четвертьволновыми радиалами такие меры не помешают.
Следовательно радиалы (четвертьволновые) лучше настроить так, чтобы было минимальное затекание тока на наружную поверхность кабеля, что я и предлагаю. Или уж совсем не настраивать, обойтись приближенной длиной! Лучше уж оставить КСВ побольше.
Хм, а мне кажется как раз наоборот. Настроить антенну в резонанс, а уж подавления тока оплетки добиваться специально обученными этому симметрирующими устройствами. Вот что я не пойму - а зачем на радиалы кроме их основной функции (создавать "зеркало" для штыря) взваливать еще и дополнительную (причем выполняемую часто в ущерб основной) функцию подавления тока оплетки? То есть можно конечно, но ясно же что с каждым делом лучше справляется специализированное, а не многоцелевое устройство. Конечно можно плоскогубцами и гвозди забивать, но зачем, молоток же есть?
Очевидно, что далеко не всегда противовесами можно одновременно и резонанс антенны установить и ток оплетки подавить. Это как раз цена, которую приходится платить за то, что мы пытаемся выжать из противовесов сразу ДВЕ РАЗНЫЕ функции. Предлагаете пожертвовать КСВ... А зачем??
...Из законов Мэрфи.." color="#008040"> Отмеряйте метром, забивайте молотком, отрезайте ножницами". К нашему случаю это будет так: антенну в резонанс настраивайте размерами, ток наружной стороны оплетки подавляйте симметрирующими устройствами.
Кесарю-кесарево, а слесарю- слесарево. То есть конечно может совпасть настройка противовесов на резонанс и на максимум подавления тока оплетки - значит повезло. А может и не совпасть (причем запросто)- значит противовесам-противовесово (работа и резонанс антенны), а току оплетки - токово (любое из упомянутых в предыдущем письме устройств подавления этого тока).
И.Г.
Нерезонансные противовесы конечно не могут "проглотить" ток асимметрии.
Точно-точно...В 99 работал на 10-ке на 5/8 face="Symbol" color="#008040">l. Но вот кусалась, зараза, даже железяка на гарнитуре Kenwood`а прилично жгла...
Дроссель большой нужен был в точке питания. Не очень давно ставил соседу (и почти тезке по позывному) DL3KBQ штырь GAP TITAN. Всё (в смысле КСВ ) было хорошо, пока не подключили его у к трансиверу :-). Причем не к абы какому, а к FT1000MP. Уже при 50 Вт, трансивер начинал "жечься", а при 100 Вт на некоторых диапазонах и вообще "сходил с ума". Разнообразные заземления у трансивера ничего принципиально не изменили. Еще эффект: при подключении ко второму входу трансивера других антенн кабелей от них) причем даже только одной оплеткой, приводили к тому что КСВ GAP TITANA на некоторых диапазонах произвольно "погуливал". Все удалось удавить коаксиальным дросселем около антенны (десятка два витков кабеля в бухту диаметром около 20 см).
И.Г.
О влиянии высоты антенны над землёй на входное сопротивление разных антенн.. Очень полезный рисунок (это когда знаешь, что он полезный и смотришь на него внимательно) есть в Беньковском с Липиньским на стр. 88, рис. 2.70.
Там показано, что ток в земле можно эквивалентно заменить мнимой (зеркальной) антенной, удалив землю (те св. пространство). И вся суть заключается в том, что для горизонтальной антенны ток в "зеркально-мнимой" антенне ПРОТИВОФАЗЕН току реальной антенны. А для вертикальной (любой вертикальной) - СИНФАЗЕН.
Поэтому:
1. Для горизонтальной антенны получаются два противофазно запитанных элемента (реальная антенна+ "зеркально-мнимая"). И это объясняет и вид ДН в вертикальной плоскости, и зависимость входного импеданса от высоты (читай уполовиненного расстояния между двумя элементами). И естественно, при небольших высотах подвеса (скажем 1\4 и ниже) получается 2 эл. с расстоянием между ними менее полуволны, "бьющие" в зенит. И входное сопротивление снижается - близко расположены противофазно возбуждённые элементы.
2. Для вертикала (совершенно все равно какого) "зеркально-мнимая" антенна возбуждена СИНФАЗНО. Поэтому надо рассматривать синфазную систему из 2 элементов (второй - "зеркально-мнимый"). И ДН и входной импеданс определяются этим. Естественно, что небольшая высота подвеса вертикала соответствует случаю двухэлементной синфазной (коллинеарной) антенны с малым расстоянием между элементами, в которой входной импеданс ВЫШЕ, чем у одиночного излучателя.
Такой подход позволяет понять любую антенну над землей и ее поведение (ДН, импеданс) при изменении высоты.
И.Г.
Приведение теории в соответствие с практикой.
Речь пойдет о простом l/4 GP c l/4 горизонтальными противовесами. Вернее об оптимальной высоте установке такой антенны.
Бытует мнение, что такую антенну незачем и даже вредно высоко поднимать (по крайней мере про это на полном серьёзе писали в любительской литературе). Беглый взгляд на ДН в вертикальной плоскости такой антенны вроде это подтверждает - да, уже при высоте (имеется в виду высота противовесов) в 0,4l в ДН появляется несимпатичный большой второй лепесток градусов под 40 к горизонту, в дальнейшем он становится даже больше по уроню первого (более низкого).
Казалось бы всё, такая антенна никуда не годиться, излучает вверх больше, чем под малыми углами и задирать ее не надо. Но вот как-то в практике я всегда наблюдал обратное - чем выше, тем на DX-ах лучше. Противоречие однако...
Внимательное моделирование показало - нет никакого противоречия, а рекомендации не поднимать штырь выше 0,1l некорректны. Взглянем на табличку:
| Высота, l | максимальное усиление, dBi | усиление под углом 100, dBi | угол максимального усиления ,гр. |
| 0,005 | -0,31 | -3,1 | 24,2 |
| 0,05 | -0,29 | -2,4 | 21,2 |
| 0,1 | -0,14 | -2 | 17,9 |
| 0,2 | 0,42 | -1 | 14,7 |
| 0,3 | 0,86 | 0 | 15,5 |
| 0,4 | 0,78 | 0,1 | 14 |
| 0,5 | 1,84 | 0,2 | 46,7 |
| 0,6 | 2,42 | 0,3 | 41,4 |
| 0,7 | 2,82 | 0,6 | 36,7 |
| 0,8 | 3,08 | 1,0 | 33 |
| 0,9 | 3,2 | 1,6 | 30 |
| 1,0 | 3,18 | 2 | 26,9 |
| 1,25 | 2,79 | 2,78 | 9 |
Максимальное усиление и угол максимального излучения гуляют туда-сюда (видно, что при высоте 0,5l основное излучение направлено аж под 47 градусов). Это вроде бы подтверждает, что высоко штырь незачем задирать вверх.
Но взглянем внимательно на третий столбец (усиление под зенитным углом 10 градусов). O, тут все без колебаний и сомнений - цифры уверенно лезут вверх вместе с высотой. Для экономии места я не привел такие же столбцы для углов 2 и 5 градусов. Но поверьте на слово - там картина та же самая: усиление под этими углами монотонно растет с высотой (в указанном диапазоне высот). Это как раз и подтверждается практикой: чем выше - тем лучше на DX.
И остается объяснить последнее - как так? Главный лепесток ДН задирается вверх же. Да все просто - общее усиление антенны РАСТЕТ. И то что при малой высоте подвеса благополучно съедалось землей, при больших высотах подвеса начинает излучаться под высокими углами к горизонту (и заодно и улучшается излучение под низкими углами, причем даже в БОЛЬШЕЙ степени, чем максимальное). Вот в чём фокус - если у штыря стоящего почти на земле (высота 0,005l) максимальное усиление -0,31 dBi, угол макс излучения 24 градусов, а у штыря стоящего на высоте 0,5ll максимальное усиление 1,84 dBi (т.е на 2,1 dB выше) а угол максимума излучения 47 градусов, то кажется зачем нам такой излучатель под 47 градусов? Но не надо спешить с выводами. Под углом 10 гр усиление первого -3,1 dBi а второго +0,2 dBi. ИМЕЕМ ВЫИГРЫШ НА НИЗКИХ УГЛАХ 3,3 dB (более двух раз по мощности)!
То есть надо сравнивать не форму ДН, а абсолютные значения усиления под низкими углами. И тут штырь на высоте 0,5l c безобразной двух лепестковой ДН с максимумом под 47 градусов на низких углах обставляет более чем на 3 dB штырь стоящий почти на земле с такой красивой ДН с максимумом под 24 градусов. Между прочим на более низких углах разница в пользу высоко стоящего штыря еще больше. А то что излучается таким штырем под высокими углами раньше терялось в земле, а сейчас пойдет в дело, обслуживая внутриконтинентальные одно-двух скачковые трассы. Согласитесь - это лучше чем той же энергией землю греть.
Так что задирайте свои штыри (по крайней мере до 1,5l) - будет только лучше. Крайне желательно (как видно из таблички) поднимать основание хотя бы на 0,3l - под низкими углами выигрывается целых 3 dB (по сравнению с чуть приподнятыми противовесами на 0,005l)! С дальнейшим ростом высоты прирост усиления замедляется, и для следующих 3 dB придется поднимать штырь высоко - на 1,25l.
И.Г.
P.S. Все цифры получены для средней земли с проницаемостью 13 и проводимостью 5 мС\м. Для худшей земли выигрыш с ростом высоты будет еще больше.
Вот тут что-то я не понял, объясните в цифрах пожалуйста. Это что получается, если я удвою число резонансных 1/4 l противовесов под моей GP.... то ни к чему хорошему это не приведет?
Извините, немножко сменил вопрос. На тот, который мне сейчас интереснее ответить (про приподнятый вертикал потом, ОК?)
Итак, l\4 штырь прямо на земле. Речь только об этом только штыре и только стоящем прямо на земле. Принято считать, что чем больше радиалов под ним, тем лучше, и что лучше много коротких чем немного длинных.
Давайте глянем в цифрах насколько это так (примечание: во всех следующих табличках угол максимального излучения я не привел - он во всех случаях в пределах 25...30 град к горизонту).
1-й случай:
средняя земля с диэлектрической проницаемостью 13 и проводимостью 5 мС\м.
Вариант А: противовесы длиной l\4
Табл. 1.
| Количество противовесов | Gмах, dBi | G для вертикального угла 10 градусов, dBi |
| 0 | 0,55 | -1,4 |
| 4 | 0,95 | -1,2 |
| 10 | 1,35 | -0,7 |
| 20 | 1,79 | -0,5 |
| 100 | 2,77 | 0,4 |
Теперь для той же самой земли, но Вариант В:
Положим короткие противовесы по 0,1l
Табл. 2.
| Количество противовесов | Gмах, dBi | G для вертикального угла 10 градусов, dBi |
| 0 | 0,55 | -1,4 |
| 4 | 0,89 | -1,25 |
| 10 | 1,17 | -1 |
| 20 | 1,44 | -0,75 |
| 100 | 1,73 | -0,4 |
Что можно увидеть из этой пары табличек?
1. Что увеличение числа противовесов не дает такого эффекта, о котором принято думать, разница между 10 и 4 всего-то полдецибела (хотя они тоже на дороге не валяются), а серьезное увеличение усиления требует числа противовесов измеряемого многими десятками.
2. Что вполне допустимо использовать короткие противовесы. С хорошей точностью можно считать, что при средней почве для получения того же усиления коротких (по 0,1l противовесов надо класть ВДВОЕ больше, чем четвертьволновых.
Однако пойдем дальше.
2-й случай:
Плохая земля земля с диэлектрической проницаемостью 5 и проводимостью 1 мС\м
Вариант А: противовесы длиной 1\4l
Табл. 3.
| Количество противовесов | Gмах, dBi | G для вертикального угла 10 градусов, dBi |
| 0 | -1,62 | -5,2 |
| 4 | -0,81 | -4,7 |
| 10 | 0,05 | -4,0 |
| 20 | 0,89 | -3,0 |
| 100 | 2,43 | -1,0 |
Теперь для той же самой земли, но,
вариант В: положим короткие противовесы по 0,1l
Табл. 4.
| Количество противовесов | Gмах, dBi | G для вертикального угла 10 градусов, dBi |
| 0 | -1,62 | -5,2 |
| 4 | -0,85 | -4,8 |
| 10 | -0,2 | -4,2 |
| 20 | 0,29 | -3,7 |
| 100 | 0,71 | -2,8 |
Что можно увидеть из этой пары табличек (кроме аналогичных первым двум табличкам выводов)?
Ненаучно выражаясь: окончательный смертный приговор приговор самой идее GP над плохой землей. Сколько противовесов на ней не клади...
Причём, что особенно плохо, непропорционально сильно падает излучение под малыми углами.
Максимальное-то усиление еще можно вытащить противовесами: например (для четвертьволновых противовесов) 4 противовеса на средней земле дадут примерно такое же МАКСИМАЛЬНОЕ усиление, как 20 на плохой. Но на угле 10 градусов вертикал на плохой земле проиграет в этом случае 1,8 dB. Для более низких углов проигрыш, увы, будет больше.
Чтобы дотянуть вертикал на плохой земле по усилению под углом 10 градусов до уровня вертикала с 4 противовесами на средней земле, на плохую землю надо положить СТО (!) противовесов. И все равно не спасёт - под более низкими, чем 10 градусов углами вертикал со 100 противовесами на на плохой земле ПРОИГРАЕТ вертикалу с противовесами на средней. Хотя казалось бы - по максимальному усилению он вроде на 1,5 dB лучше...
Видно также, что на плохой земле укороченных противовесов надо класть не вдвое, а ВТРОЕ больше, чем полноразмерных. И при укороченных противовесах 0,1l такая антенна сильнее проигрывает своей "напарнице" над средней землей, чем при противовесах 0,25l.
Вывод: для штыря стоящего на земле (при разумном, до нескольких десятков, количестве противовесов) львиная доля эффективности антенны определяется проводимостью ЗЕМЛИ. Не системы противовесов как принято было думать, а именнo земли, землицы, почвы. При неважной проводимости последней никакое количество противовесов не спасёт - даже сотня l\4 мало будет.
Поэтому если у Вас почвы каменистые, сухие или сплошной песок, то от идеи установки штыря на землю лучше сразу отказаться - ничего хорошего из нее не выйдет.
И наоборот, при средней и хорошей земле (глиноземы, черноземы, влажные равнины и т. п.) вертикал очень неплохо будет работать даже без противовесов (первая строка в таблицах 1 и 2) или же с минимальным их числом небольшой длины.
Пример из жизни: EW7DF на 18-ти метровый вертикал без противовесов стоящий в традиционно болотистой Беларуси на 160 м SSB (!) сработал более 30-ти WAZ зон!).
А в случае очень хорошей земли (берег моря, реки или болото например, причем антенну в море-болото совать не обязательно можно на пол-лямбды ... лямбду отодвинуть на сушу ) это будет как в 6Y2A.
Желаю всем хорошо поводящей почвы под Вашими штырями.
И.Г.
Это что получается, если я удвою число резонансных 1/4 l противовесов под моей GP на крыше 9-ти этажки, то ни к чему хорошему это не приведет ?
В предыдущем письме я писал, что вертикал, стоящий непосредственно на очень плохой земле (диэлектрическая проницаемость 5 и проводимость 1) безнадежно много проигрывает такому же, но над средней (13 и 5 соответственно), и количеством противовесов даже в десятки штук ситуация неисправима.
Так что делать у кого принципиально плохая земля? Выход один: приподнимать антенну. Анализ показывает, что если поднять штырь над плохой землей на высоту l1\4, то он заработает практически ТАКЖЕ (в том числе и на низких углах)как штырь стоящей прямо на средней (13 и 5) земле с 4-мя противовесами по l\4, лежащими на земле.
Второй любопытный вывод - у такого приподнятого штыря (и соответственно приподнятых резонансных противовесах) эффективность практически НЕ ЗАВИСИТ от числа этих противовесов начиная от 2-х. Уже при двух (только двух!) противовесах ДН почти круговая (отклонения менее 0,5 дБ). Увеличение их числа до 4..8, как ни странно, НЕ ПРИВОДИТ к росту усиления антенны даже на 0,1 дБ, а только делает ДН совершенно круговой.
Общие выводы о вертикальных антеннах.
1. Наиболее сильно на эффективность штыря влияет проводимость земли. Не "искусственной земли" (на мой взгляд это название системы противовесов не соответствует физике работы антенны и только запутывает), а именно ПОЧВЫ. Причём не только прямо под антенной, но и в радиусе нескольких лямбд от неё.
2. Второй фактор - высота подвеса антенны. Чем выше, тем лучше, крайне желательно хотя бы на 0,3l приподнимать точку питания.
3. И самый последний (и как ни странно влияющий ощутимо меньше первых двух) фактор - число и размеры противовесов. Тут два случая:
3.1. Если антенна стоит все же на прямо земле нет большого смысла делать противовесы длиной по l\4, на земле, из-за сильного влияния последней их резонансная физическая длина будет заметно меньше, а кроме того их резонанс из-за поглощения в земле будет очень "тупым". Можно даже в этом случае ограничиться противовесами достаточно произвольной длины. От длины и количества лишь немного улучшается суммарная проводимость земли в ближней зоне и растет усиление. При разумных количествах (до нескольких десятков) и разумной длине (от 0,05l до 0,3l) и средней проводимости земли ориентировочно можно считать, что укорочение вдвое противовесов требует удвоения их числа. Увеличение длины противовесов сверх 0,35l практически лишено смысла.
3.2. Если же антенна приподнята над землей от 0,2l и выше, то противовесы ДОЛЖНЫ БЫТЬ РЕЗОНАНСНЫМИ ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫМИ, а УВЕЛИЧЕНИЕ ИХ КОЛИЧЕСТВА ПРАКТИЧЕСКИ НИЧЕГО НЕ ДАЁТ! Совершенно разумным следует признать ДВА приподнятых резонансных противовеса, а МАКСИМАЛЬНЫМ (те увеличивать сверх совершенно незачем) - ЧЕТЫРЕ резонансных противовеса. Если же высота приподнятых противовесов всего 0,01l то в этом случае имеет смысл поставить 4-ре рез противовеса - при переходе от 2-х к 4-м противовесам усиление растет примерно на 0,25 дБ (но это только в этом случае - при свехмалой высоте в 1% l над землёй. Уже при высоте 2% l рост числа противовесов от 2 до 4 практически ничего не прибавит!)
Oтдаю себе отчёт, что написанное в изрядной мере не соответствует написанному в популярной литературе. Но так выходит на анализе большого числа и разных моделей.
И.Г.
...Второй любопытный вывод - у такого приподнятого штыря (и соответственно приподнятых резонансных противовесах) эффективность НЕ ЗАВИСИТ от числа этих противовесов начиная от 2-х.
Похоже этот вывод справедлив для идеальных условий. В реальной жизни обеспечить идеальную симметричную систему с помощью 2-х противовесов должно быть сложнее, чем с 6-8 противовесами.
Наверное и это тоже. При перекошенной (и приподнятой достаточно высоко) системе противовесов их излучение не взаимно компенсируется, и есть излучение противовесами с горизонтальной поляризацией. Похоже, проще достичь симметрии при большем числе противовесов, и тогда не будет тратится часть энергии на паразитное излучение противовесов с горизонтальной поляризацией.
Складывается впечатление, что чем больше противовесов - тем ближе мы подходим в реальности по симметрии к идеальной модели из двух противовесов в линию.
Но улучшение будет только поэтому, а не "от улучшения проводимости системы заземления" как было принято думать. То есть симметрично расположенные и одинаковые два противовеса будут ничуть не хуже, чем 6...8.
Действительно, земля влияет, но всегда ли так как мы привыкли думать? Сошлемся хотя бы на первое попавшееся на глаза наблюдение у Себика "Далее я промоделировал вертикал с 64 радиалами. На глубине 1 фут ( 0.3048м ) усиление антенны увеличилось на 0.19 dBi, а подняв их вверх над землей на 1 фут - только 0,02 dBi."
Тут есть тонкости, особенно на высотах расположение противовесов менее 2% от l.
Действительно есть такой эффект для очень низко расположенных антенн (очень условно говоря менее 2% l высоты над землей точка питания) небольшой подъём вверх (в зависимости от свойств земли) может привести и к СНИЖЕНИЮ усиления. Правда немного, на несколько десятых дБ, но все же. Но начиная примерно с высот 2..3% от l выигрыш от поднятия несомненен и нарастает с высотой.
При плохой земле (большие потери) радиалы практически "исчезают" по мере удаления от антенны, так как ток в них стремительно падает, при движении от центра к краю. Когда земля не такая плохая ( потери в земле небольшие ) - вдоль всего радиала есть приличный ток. И оказывается, что эффективность летит в трубу, если радиалы становятся длиной около полволны. На 3.75 MHz с проводимостью земли 0.1 ms/m и диэлектрической постоянной 10, скорость распространения волны в почве определяется коэффициентом 0,32.
Да, насчет отсутствия резонанса в противовесах лежащих на земле я выразился неточно. Имелось в виду, что физическая длина в 0,25 l для лежащих на земле противовесов резонансной все равно не будет и стремиться положить именно такие противовесы совершенно незачем. Но вообще, резонанс возможен, конечно. Ясно что провод должен быть короче (на землю-диэлектрик с большой проницаемостью 5...40 мы укладываем провод), и ясно, что резонанс будет "тупой" (потери есть в том диэлектрике).
Пример из жизни, как-то настраивал ВЧ мостом противовесы из "полёвки" на 7 МГц (штырь, монобэнд), лежащие прямо на поверхности крыши типового 9-ти этажного дома (железобетон, сверху рубероид и смола). Резонансной (по ВЧ-мосту контроль) их длина стала при укорочении до 7 м. Хотя был тот резонанс весьма туп. При подъёме же их на 15 см над той же крышей (на кирпичах) резонансная длина составила уже 9,5 м. А при выносе их дальней половины на шестах "в воздух" за крышу (первые 5..6 м - в 10 см над крышей) - уже 10 м и острый резонанс.
Совершенно ясно, что с изменением диэлектрической проницаемости земли, и положения противовеса относительно нее (при малых расстояниях) меняется ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ длина противовесов, поэтому резонансный противовес с электрической длиной l\4 , может иметь заметно меньшую физическую длину. На высотах же более 3% l диэлектрик почвы оказывает лишь очень малое укорачивающего влияния и резонансная длина будет практически неизменной - чуть меньше l\4 и меняться лишь во втором знаке после запятой - также как и укорочения диполя с высотой.
А вообще очень простая метода для настройки противовеса. Старая и действенная: надев на него кольцо с обмоткой и диодом, мерить ТОК противовеса. И при заданном положении меняя его длину добиваться максимума. Очевидно, что это как раз и соответствует противовесу с электрической длиной l\4, а какая уж при этом выйдет его физическая длина зависит о того на каком расстоянии и от какого диэлектрика этот провод расположен.
Мои прикидки на плохой земле и длинных (около 2..4 волны) противовесах лежащих на земле) показали, что какое-то заметное улучшение можно достичь только при числе противовесов, исчисляемых многими десятками. По-хорошему -даже сотни мало. Хороший эффект (как над хорошей землей) наблюдается только при числе таких противовесов в несколько сотен (!). То есть машина говорит -выложи всю землю вокруг металлом и сделай свою, хорошую землю. В радиусе нескольких лямбд. Тогда уж по-моему проще взять мешок соли и посыпать все в упомянутом радиусе - сделать свою, персональную хорошую землю.
Что нужно делать с перевернутым вертикалом, чтобы их эффективность излучения под теми же самыми углами была одинаковой (при отсутствии излучения под высокими углами), для разных свойств земли (средняя, плохая, очень плохая)?
Тут от верхних противовесов ничего не зависит. И два их (как в антенне UA3AVR) совершенно достаточно. Даже укороченные можно - они все равно ничего не излучают, а исполняют функцию "токоприемника" токов с вертикальной части. А что делать - да проводимость почвы улучшать в радиусе многих лямбд. Мешок соли и дождик всего-то ...
И.Г.
... токи в магнитных рамках при 100 Вт бывают до 20 А. Из-за этого их делают из толстых медных труб. Ну а устранить источники потерь в реальных условиях вряд ли кому под силу.
Будучи в принципе согласен с автором вышеприведенного утверждения, все же замечу, что если сильно упереться, то относительно приличную ПЕРЕДАЮЩУЮ магнитную антенну с КПД более 50% сделать все же можно.
1. Сопротивление излучения таких антенн измеряется мОм - нет не Мега-, а милли-, почувствуйте разницу.
2. Поэтому бороться с потерями надо на этом же уровне - миллиом. Малопригодны антенны состоящие из нескольких кусков проводника, даже самого толстого. Например, две широкие (по 60 мм) шириной полосы алюминия, стянутые внахлест 40 мм болтами М6 уже имеют несколько миллиом потерь, только на одном контакте. А если их несколько?
3. Всякие пайки о той же причине непригодны.
4. По той же самой причине КПЕ должен и сам иметь малые потери (вакуумник), но еще и иметь широкое низкомиллиомное (hi) подключение. А еще лучше не иметь такового.
Что удалось сделать мне. Поскольку из-за скин-эффекта решающее значение имеет не сечение, а длина периметра материала, то материалом антенны была выбрана алюминиевая пищевая фольга шириной 300 мм и толщиной в несколько десятков мкм (на ВЧ все равно ток глубже не проникает). Из куска длиной 4 м была сделана квадратная рамка со стороной 1 м (4 круглых палочки по 500 м на углах+лески-оттяжки к палочкам для придания формы, вторые концы лески - куда попало на чердаке). Выходила весьма хлипкая конструкция, шатающаяся от косого взгляда. КПЕ не было. Вернее он был, но конструктивный - концы фольги с наклеивались на кусок оконного стекла 4 мм толщиной и размерами 400 на 600 мм с одной стороны с зазором между ними миллиметров 50. С другой стороны стекла лежала подвижная пластина из тонкого листа алюминия. С размерами 300 на 400 мм (идея такого КПЕ украдена из CQ DL). Поскольку это была временная конструкция, то пластина двигалась не моторчиком, а руками при выключенном ТХ. Связь с передатчиком - индуктивной петлей из обычного провода внутри рамки..
Итого: контактов вообще никаких нет, потерь в них тоже. Есть только потери в материале фольги, но из-за ее большой ширины они весьма невелики. По расчетам (интересующимся могу индивидуально скинуть) КПД на 14-21 МГц выходил далеко за 70% и около 50% на 7 МГц. Правда я достаточно "от потолка" брал потери в стекле-диэлектрике КПЕ.
Рамка жила несколько дней. На чердаке, под крышей. На этой крыше стояли двойные квадраты на 14 и 18 МГц (высота середины около 7 м над крышей). С ними и сравнивался,больше не с чем было. В направлении излучения квадратов "фольговая антенна" проигрывала от 1,5 до 3 баллов , в среднем давали -2 балла. Это не забудьте не в равных условиях а ПОД крышей и метров на 8 НИЖЕ квадратов. Кстати, полоса "фольговой рамки" была от силы килогерц 15.
Сделанная для проверки на том же чердаке магнитная рамка из 17 мм коаксиального кабеля, с вакуумным КПЕ проигрывала уже от 2 до 6 баллов , обычно давали - 3...4 балла. И полоса была пошире до 40 кГц что говорит о более низкой добротности и бОльших потерях. Рамка из кабеля явно проигрывала "фольговой" антенне.
Так что можно сделать магнитную рамку приличной, хотя на мой взгляд, затратив же усилия и средства можно сделать антенну и поприличнее. А"фольговая рамка" в силу хлипкости материала это только временная антенна и не для крыши. Рвет фольгу первый же ветер.
Была у меня мысль раскатать рулон фольги (там обычно 10 м) по стенам под обоями, потолку и под полом дачного домика, где-нибудь на стене приделать конструктивный КПЕ - по расчетам выходило что рамка со стороной 2,5 м вполне должна работать и на 80 м (более 50% КПД, правда по расчетам выходило что больше 500 W в нее на этом диапазоне нельзя вкачать - фольга оплавится (hi), и хорошо(более 70% КПД и выдерживает киловатт )на 40 м, но этот проект я уже не осуществил - пришли другие дела...
И.Г.
Первый (зигзаг треугольный) - тоже фрактал (англ. fractal - изломанный).Более того, вся история фрактальных антенн начиналась именно с такой антенны, изломанные прямоугольники появились позднее, как дальнейшее развитие этой антенны. На мой взгляд, фракталы на КВ, вещь вполне мертворожденная, очень уж они
неудобны конструктивно, проще затратив те же усилия и средства сделать выигрывающую них по КПД антенну с емкостной нагрузкой. А на УКВ - тем более, там и полноразмерные антенны маленькие. Что-то за немало лет работы в эфире я не встречал никого с фрактальной антенной. Игрушка интересная, но именно игрушка
И.Г.
Изучение фракталов не порадовало меня. Изогнуть вибратор - что ж в этом нового? Более того, беспристрастное сравнение в MMANA показывает, что при равных физических размерах фрактал проигрывает по КПД излучателю укороченному с краев большой концевой емкостью, и только чуть выигрывает у самого тупого вида укорочения - индуктивностью в пучности тока. По рабочей полосе фрактал несколько лучше. О многодиапазонности - не смотрел, хотя верю, что в таком изуродованном излучателе может случиться и не один резонанс. Опять же эффективность пропорциональна площади под током, а сравните эти картинки на фрактале и укороченном емкостью вибраторе.
Антенная техника весьма консервативна. И за исключением логопериодических антенн не было ни одной путной идеи за последние несколько десятков лет. Фракталы - так, игрушка, для тех кому лениво изготовить емкостную нагрузку
... несколько интересных идей, например CFA (cross-field). Была надежда на моделирующие программы, но все они "не умеют" моделировать ПЛОСКОСТИ.
Почему ж не умеют? Нарисовать сетку, размером с требуемую плоскость. Если размер ячеек мал, чем не плоскость? Во всяком случае рефлекторные (уголковые, параболические) антенны так моделируются. Посмотрите в папке Простые УКВ файл cr2.maa.
Например, на том же сайте антенна "батерфляй" сделана в виде "открытых" емкостей, скомпенсированных индуктивностями.
Тоже, не то чтоб совсем бред, но около того. Ясно, что ЭМ поле можно излучить (вибратора, малой рамки, монополя, линии, большого конденсатора). И так же ясно, что при уменьшении размеров стремительно падает R излучения, что требует огромных токов, и соответственно высокой добротности, отсюда и низкий КПД. На мой взгляд все это сильно уменьшенные антенны (да еще снабженные некритично-восторженными отзывами автора), это нечто вроде технического аналога дурной привычки грызть ногти :-). Так же привязывается, и пользы столько же :-).
Вот рассмотреть задачу сравнения разных способов укорочения при одинаковых физических размерах я хотел бы. А просто описывать классы антенн с КПД в несколько процентов - наоборот, ибо это создает у читателя совершенно превратное представление, о действительном положении вещей...
И.Г.
Похороны ЕН-антенны
Поизучал я тут экспериментально ЕН-антенну W0KPH. Работает она (правда далеко не так эффективно как об этом пишут) и работает на совершенно понятных, известных принципах.
Слышу ехидный вопрос:" А вот на http://www.eh-antenna.com/ и на www.qsl.net/w0kph пишут о новом принципе сложения сдвинутых по фазе на 90 градусов Е и Н полей". Вопрос понял. Авторов той писанины высеку.
Стоило бы это отнести в заключение, но не утерплю исразу выводы окончательные: вся наукообразная болтовня о "скрещивающихся полях" и второй, ранее не использованной части уравнений Максвелла есть сивой кобылы бред в темную ночь. Пишут это либо сознательные жулики, либо несведущие энтузиасты..
Итак начнем. Начнем с миктровертикала DL7PE. Его автор, DL7PE хотя бы не грешит наукообразным словоблудием, а пишет, что его вертикал работает на основе законов электродинамики (правда справедливости ради замечу, что и DL7PE местами откровенно путается, например, он путает входное сопротивление и сопротивление излучения, но тут хоть путаница в пределах приличия). Что такое этот вертикал (для тех, кто не видел) - это короткий (20....40 см для 20 м диапазона ) отрезок толстой (диаметром 1 дюйм) с обычной удлиняющей катушкой в точке питания. Вертикал требует резонансной земли - в данном случае использован внешняя сторона оболочки коаксиала - нужные четверть волны отсекаются ферритовым дросселем. Автор пишет, что эффективность его на 10..20 дБ ниже диполя (поверим пока). Никаких заклинаний о "скрещивающихся полях" он не приводит. И правильно делает.
Но вернемся к ЕН-антенне W0KPH (для 20-ки две банки из под пива с изолятором в середина и настроечной катушкой внизу). Сделал я ее макетик. И с первого включения он категорически отказался работать и резонировать! Почесал затылок - кабель у меня увешан ферритовыми трубками как новогодняя ёлка, а у автора нет. Подключил к антенне в месте подключения оплётки кабеля хорошую ВЧ-землю. И антенна сразу взрезонировала где и как описано!
1. Вывод первый - земля хорошая ей нужна обязательно. А в описании про это ни слова. Наверное надежда, что оплётка кабеля без ферритов на нём за какую-никакую землю сойдет.
Стал изучать распределение напряжения по антенне. Верхний цилиндр- как положено напряжение от его низа к верху растёт. А вот нижний цилиндр -совсем никак - нет на нём практически напряжения. А чему удивляться - он подключен к оплетке кабеля - а та, к нормальной ВЧ-земле. Длина цилиндра ничтожна, катушки настроечной последовательно с ним нет - откуда там напряжению, и тем более току взяться? А раз нет в нём тока - не излучает он ничего. Сказано - сделано. Убираю нижний цилиндр. Чуть подстраиваю катушку - резонирует! Меряю поле (но близко в 2 метрах всего) - излучает.
2. Вывод второй - нижний цилиндр в этой антенне совершенно не нужен. Никакой роли он не играет.
Ну так осталось у меня всего-то GP катушка удлиняющая, кусок провода (раньше шедший внутри нижнего цилиндра) и верхняя банка пивная (пиво с ананасом - ну и гадость доложу вам!). Выкидываю нижний провод и заменяю его нижней банкой, и наглухо соединяю её с верней - получается алюминиевый цилиндр высотой 35 см и диаметром 5 см, с удлиняющей катушкой внизу и нормальной землей в точке запитки. Это ж чистой воды микровертикал DL7PE. И работает также. Без всяких перекрещенных полей.
Забиваю последний гвоздь в гробик ЕН-антенн - начинаю делать разные катушки (а вдруг там большая катушка какое-то магнитное поле излучает) с одинаковой индуктивностью, но разными размерами. Не зависит от этого ничего. С катушкой диаметром 1 см, намотанной в несколько слоёв высотой в 1 см, и с однослойной катушкой диаметром 8 см антенна дает совершенно одинаковую напряженность поля (а вот сколько - то тема отдельного письма).
===================
Общий вывод. "Теория ЕН-антенн" - наукообразная бредятина, не имеющая отношения к реальным физическим процессам в этой антенне. Антенна W0KPH антенной ЕН не является (да собственно ЕН-антенной ни одна антенна в мире являться и не может, поскольку этих самых ЕН-антенн в природе нет. По крайней мере в таком виде как их описывает W0KPH. А есть обычные укороченные антенны, работа которых понята неверно и под это неверное понимание развезена "теория"). Антенна W0KPH это безграмотно переделанный и ухудшенный вертикал DL7PE (по сути работы, а кто из них был первым - не знаю). Нижний цилиндр этой антенны в таком включении совершенно не нужен. Антенна требует хорошей земли. При соединении обоих цилиндров в один , и включении удлиняющей катушки в основание GP эффективность антенны возрастает более чем вдвое.
====================
Насчет CFA антенн - я их не делал и не измерял. Но поскольку их описывают те же люди и теми же словами,, что и ЕН то сильно подозреваю, что это аналогичная туфта.
Итак други, помянем вставанием безвременно почившую ЕН-антенну, вместе с её "теорией". Аминь.
И.Г.
На похоронах "ЕН-антенны" я грозился рассказать про её уровень излучения. Поскольку там же было показано, что "ЕН-антенна" по сути является вертикальным излучателем типа GP и ухудшенным вариантом микровертикал DL7PE, то дальше мы сосредоточимся на этом микровертикале (высотой в 1...2% от длины волны).
------------------------------
Отступление.
Известно, что для вертикалов короче 1\4 волны (а для диполей - от полуволны и короче) уровень излучения от размеров практически не зависит. Нет, я не перегрелся, и на вертикал высотой 1 см поработать не желаю.Повторяю, эффективность антенны короче 1\2 волны от ее размеров почти не зависит. В идеальных условиях. В этой добавке все и дело. Поставьте в моделировщике материал без потерь и идеальную землю. Вы увидите, что на 14 МГц (далее везде все цифры для этой частоты) усиление 5-ти метрового штыря 5,11 dBi , при высоте 2,5 м оно уменьшается немного до 4,8 dBi , а при дальнейшем уменьшении остается практически неизменным - даже штырь в 1 см имеет ТАКОЕ ЖЕ САМОЕ УСИЛЕНИЕ 4,8 dBi. Несмотря даже на то, что сопротивление излучения падает пропорционально КВАДРАТУ укорочения , то есть очень быстро достигая чрезвычайно малых значений.
Но это в теории. На практике вылезает такой маленький нюансик как потери. Потери согласования и потери в земле. Например у штыря 50 см высотой входной импеданс 0,2+j1270 Ом. Для его согласования потребуется катушка с реактивным сопротивлением j1270 Ом (примерно 14 мкГн). Пусть холостая добротность этой катушки 300 (это очень хорошая, толстая катушка, цифра добротности почти предельно достижимая), значит сопротивление потерь в катушке 1270\300=4 Ома (с хвостиком, но мы не будем мелочиться ). Даже если мы имеем идеальную землю то уже КПД будет 0,2\4=5%. А если добавить и реально существующие несколько Ом потерь в земле, то КПД будет еще раза в два-три меньше. Выходит "замечательная" антенна с КПД 1..2% (усиление МИНУС 30..40 dBi).
И это обстоятельство ставит жирный крест на эффективности маленьких дипольных антенн. Что бы не писали заинтересованные производители. Держа в уме это обстоятельство, двинемся дальше.
--------------------------------------------------
Но все же остается вопрос - многие делали и ЕН антенну W0KPH и CFA и микровертикал DL7PE (объединяю их, тк по сути - это одна и та же антенна) и получили цифры их эффективности довольно высокие - на 5...20 dB ниже полноразмерного GP. А -5...-20 dB это совсем не то, что приведенные выше теоретические -30...-40 dB.
Из этого расхождения авторы упомянутых антенн делали вывод о неких магических, ранее неизвестных свойствах микровертикалов. Развозили целые теории. Ссылались на малоизвестные работы немецких профессоров. А на мой взгляд из этого расхождения напрашивается самый очевидный вывод - раз сам микровертикал излучать столько не может, значит излучает что-то другое, больших размеров!
Результаты практических измерений тока по антенне это подтвердили - излучает противовес! Который либо присутствует явно (как в вертикале DL7PE отсеченные ВЧ дросселем 5 метров наружной поверхности оплётки кабеля), либо неявно как в антенне W0KPH тоже внешняя сторона оплетки без дросселей (хоть и плохой противовес, но он нужен, при надевании ВЧ дросселя на кабель в точке питания, то есть лишении её противовеса, эта антенна напрочь отказывается работать).
Мои измерения показали, что ток в противовесе более чем в 10 раз выше, чем ток в самом вертикале, и противовес и излучает. Максимальное излучение было достигнуто, когда резонансный противовес висел в воздухе свободно и вертикально вниз. Уровень излучения антенны несколько снижался, если противовес шел горизонтально вбок и тоже в воздухе. Уровень излучения снижался сильно (децибел на 6..10) если противовес прихватывался скотчем прямо к кирпичной стене дома (ясно, тут ему излучать труднее). И очень сильное снижение уровня наблюдалось, если противовес укладывался прямо на железобетонный пол.
Файлы моделей (для горизонтального и вертикального противовесов) подтверждают сказанное. И заодно объясняют феномен 20...30-ти Ом входного сопротивления у микровертикалов (это сопротивление излучения противовеса).
Некоторые выводы и наметки "на потом" :
1. Львиную долю излучения обеспечивает не микровертикал, а противовес.
2. Если есть возможность расположить противовес (или кабель с ВЧ дросселем на расстоянии четверти волны от точки питания) в относительно свободном пространстве, то эффективность излучения такой антенной системы почти сравняется с полноразмерным штырём. Но надо понимать что в размеры антенны входит не только штырь в 30 см, но и противовес в 5м. То есть суммарная длина всей антенны - более 1/4 l , а при ТАКОЙ длине высокий уровень излучения удивлять не должен.
3. И наоборот, если противовес (или питающий кабель) лежат на земле, крыше (то есть не имеют возможность сколь-нибудь эффективно излучать), то эффективность антенны очень низка. Примерно такая же, если вы положите в аналогичное место диполь.
4. Если "перевернуть" антенну (то есть взять штырь полноразмерный 1\4 l), а противовес выполнить в виде микровертикала (короткий и толстый для снижения реактивности кусок трубы с настроечной катушкой), то эффективность такого штыря с "микропротивовесом" будет почти такой же как и при полноразмерных резонансных противовесах. Только полоса уже - как "токоприёмник" тока основного штыря короткотолстый противовес сможет работать в относительно узкой полосе.
И.Г.
...Мои измерения показали, что ток в противовесе более чем в 10 раз выше, чем ток в самом вертикале...
Не может такого быть.
Ток, втекающий в противовес конечно РАВЕН току втекающему в систему катушка -толстый микровертикал. Но ток после катушки (на входе самого микровертикала) естественно в несколько раз меньше. Что, кстати прекрасно видно на модели - на закладке "Вид" распределение токов.
Хотя полноразмерные противовесы все равно практически не излучают (их излучение компенсируется).
А это в продолжение темы о входном сопротивлении GP в свободном пространстве. "Токоприемник" для зарядов стекающих со штыря можно сделать не только в виде системы 1\4 противовесов, а значительно меньших размеров (вариантов тут похоже возможно немало!). А его низкая эффективность как излучателя в данном случае не важна - система полноразмерных противовесов тоже, как мы выяснили тоже почти не излучает.
И.Г.
Поясните что за "чудо" такое выставили и как оно работает?
По внешнему виду судя просто коротенький вертикал. С соответствующим кпд, полосой и ослаблением (клавиатура не нажимается назвать это усилением).
И вообще - базовый, никем не отмененный принцип - маленькая антеннка эффективной быть не может (имея в виду ее усиление хотя бы не очень намного меньше полуволнового диполя). Для p/л целей с большой точностью можно считать, что всё что короче 1\4 l (для вертикальных антенн с землей или противовесами - вполовину меньше) есть ерунда не стоящая внимания и времени. Даже если она сопровождается восторженными или глубокооколонаучными комментариями авторов о массе DX-ов и перекрученных и свитых в клубок полях.
Антенная техника - область очень консервативной физики колебаний, в которой (несмотря на туманные и не шибко чистоплотные рекламные намёки)ничего существенного за последние лет 30 не добавилось. И нет и не предвидится ни в одной области излучения волн (акустических, механических, электромагнитных) эффективных излучателей с размерами много меньше длины волны.
Короче - см. выше оба эпиграфа
А насчет микроскопических СFA антенн вот какое соображение (и подтверждается оно серьёзными экспериментальными работами ). В обычной антенне электрическое и магнитное поля сдвинуты на 90 градусов (реактивное поле), и только по окончанию ближней зоны приобретают нужный для ЭМ волны сдвиг в 180 гр.
Берем пресловутую СFA сдвигаем сразу фазы устройства создающего электрическое поле (конденсатора проще говоря) и магнитное поле (катушки) на 90 гр. ЭМ волна прямо сразу и готова. В ближней зоне то - да, а при окончании таковой зоны к фазовому сдвигу добавится еще 90 гр, и будет 270, или, что то же самое -90 гр., то есть чисто реактивное поле, но никак не ЭМ волна.
В упомянутых работах, как раз и отмечено наличие сильного реактивного поля в ближней зоне (сопоставимого с вертикальным монополем) и РЕЗКОЕ ОСЛАБЛЕНИЕ этого поля уже на настоянии в пару лямбд - децибел на 15...20 ниже уровня поля нормального вертикального монополя.
Что и требовалось доказать - если измерять вблизи, она вроде и работает, а если выйти из ближней зоны - так пшик остается, как раз столько, сколько излучает простой короткий и толстый вертикал соответствующих размеров.
Лишнее подтверждение того, что CFA это миф, в лучшем случае несведущих энтузиастов, в худшем сознательное впаривание заведомой туфты.
Кстати короткотолстый обычный укороченный вертикал за счет низкой реактивности требует намного меньшую катушку, чем тонкий, соответственно меньше потери в катушке, бОльшую полосу и выше суммарный КПД антенны.
И.Г.
... в чем же преимущество спирального резонансного вертикала на 3,5 МГц высотой 9,16 м перед простым такой же высоты, и с катушкой внизу?
1. R излучения спирального вертикала составляет 9 с копейками Ом, а просто штыревого - 5 Ом. Это уже выигрыш почти вдвое.
2. Для корректности положим одинаковое заземление (т.е. Rпотерь земли одинаковым).
3. R потерь СУ у спирального вертикала - это потери в ШПТ 1:4, что при качественно трансформаторе составит около 0,5 дБ.
Для простого же вертикала, с реактивностью около jХ=300..400 Ом понадобится катушка с отводом. Даже при добротности последней 300, ее Rпотерь будет Х\Q=1...2 Ома, что принесет дополнительные 0,5..1,5 дБ потерь
Суммируем (точной цифры получить нельзя, ибо неизвестно Rпотерь в земле, но прикинуть можно) - совершенно очевиден выигрыш спирального вертикала как минимум на несколько (3..5) дБ. Это много. И кажется говорит об однозначном преимуществе спирального вертикала.
Однако, всем известно, что укорочение катушкой внизу - самый плохой и неэффективный путь. Возьмем наш простой 9,16 м вертикал и удлиним его сверху емкостной нагрузкой: практически - это четыре провода по 6 с лишним метров - отрезки верхнего яруса растяжек, примерно под углом 60 гр. к вертикалу. И сравним теперь этот вертикал со спиральным.
Поскольку входное сопротивление вертикала с емкостной нагрузкой чисто активно (13 Ом), то согласование тоже через ШПТ с малыми потерями. А вот Rизлучения у такого вертикала в полтора раза выше. И во столько же раз при всем причем равном будет выше его КПД, чем у спирального.
Вывод: gри одинаковой высоте мачты спиральный вертикал занимает ПРОМЕЖУТОЧНОЕ место между удлинением катушкой снизу и емкостью сверху. Если есть возможность поставить на простой вертикал емкостные нагрузки- то это лучший вариант как по КПД так, и по полосе.
Если же такой возможности нет - то тогда (вторым по эффективности проигрывая примерно в полтора раза) идет спиральный вертикал.
Автор антенны пытался замерять напряженность поля в сравнении с GP, спиральная антенна у него выиграла.
Охотно верю. Вопрос в том - на каком расстоянии? Дело в том, что в ближней зоне поле носит выраженный реактивный характер, и мощность (реактивная), которая "плещется" в том поле в Q раз больше реально излучаемой. Добротность Q укороченных антенн высока (намного выше полноразмерных) и при измерении в ближней зоне очень часто может получиться, что напряженность поля от короткой и высоко добротно (читай узкополосной) антенны ВЫШЕ, чем полноразмерной. Но это потому что в ближней зоне сильно реактивное поле, которое у укороченной антенны гораздо выше. Всё становится на свои места при отходе в дальнюю зону на пару лямбд от антенны.
И.Г.
Будем считать, что мы договорились, что излучают асимметричные антенны также как и симметричные, и в дальнейшем будем говорить только о таком безобразии как излучение линии питания и как с ним бороться.
Токи, которые будут возникать на оплетке из-за дисбаланса правого и левого плеча антенны (в случае с INV-V по причине смещения точки питания от центра пучности токов, будут в дополнение к токам, возникающим из-за несимметричного коаксиального фидера.
Да, но и давятся они теми же способами, что и токи асимметрии у обычного диполя. Рост проблем (ферритовые дроссели на кабели) с подавлением излучения фидера и является той платой, которую приходиться отдавать за возможность точной подгонки Rвх антенны к волновому R кабеля.
Для многоэлементных антенн дисбаланс токов ....
Лучше говорить не о ДИСБАЛАНСЕ ТОКОВ,а об ИЗЛУЧЕНИЕ ФИДЕРА. Ибо именно паразитное излучение линии питания и является причиной дисбаланса токов в антенне (ток вместо того, чтобы поровну растекаться в половинки антенны, частично затекает на линию питания).
Давайте разбираться. Для начала и упрощения дела возьмем в качестве линии питания симметричную двухпроводку.
1. Совершенно очевидно, что если мы нагружаем нашу двухпроводку на абсолютно любой СОСРЕДОТОЧЕННЫЙ (из резисторов, конденсаторов и катушек) ДВУХВЫВОДНОЙ импеданс, то токи в обоих проводах линии будут равны и противофазны (в любом сечении линии). В данном случае нет и не может быть дисбаланса токов (что из одного провода вытекает, протекши через нагрузку возвращается во второй провод).
Также очевидно, что двухпроводка наша, на что угодно сосредоточенное (не антенну) нагруженная ИЗЛУЧАТЬ НИЧЕГО НЕ БУДЕТ - токи в проводах равны и противофазны (в скобках замечу, что тут есть соблазн впасть в ошибку - сказать, что и антенна, дескать при любом импедансе - тоже самое, но увы, это не так...).
2. А вот давайте теперь нагрузим нашу симметричную двухпроводку на ТРЕХВЫВОДНОЙ импеданс: добавим к нагрузке землю.
2.1. Первая нагрузка будет представлять из себя последовательно соединенную пару резисторов по 100 Ом, средняя точка, которых посажена на землю (хороший эквивалент симметричного диполя). Ясно, что при хорошо симметрированной линии (и не имеющей контакта с землей у РА, скажем с симметричной катушкой связи) абсолютно ничего не поменяется. Ни внутри линии (токи также равны и противофазны), ни снаружи (относительно земли): напряжения на обоих проводах линии ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ в данном случае также равны и противофазны.
2.2. А вот теперь нагрузим линию так же, парой резисторов, но РАЗНЫХ, скажем 40 и 160 Ом (сильно упрощенный эквивалент асимметричного диполя), и снова заземлим их среднюю точку. Что выйдет?
Внутри линии питания НЕ ПОМЕНЯЕТСЯ АБСОЛЮТНО НИЧЕГО, НЕ ПОЯВИТЬСЯ НИКАКОЙ АСИММЕТРИИ ТОКОВ - линия как "видела " свои 200 Ом нагрузки, так и "видит", а что и где мы там заземлили (и заземлили ли вообще) ей АБСОЛЮТНО БЕЗРАЗЛИЧНО. Дифференциальные токи в любом ее сечении как были одинаковыми и противофазными, так и останутся.
Но вот снаружи линии, относительно земли, ситуация поменяется кардинально. Относительно земли (а не второго провода линии, не путать) напряжения на проводах линии будут хоть и противофазны, но в пять раз разными по амплитуде, и естественно, относительно земли, полной компенсации не будет. То есть, линия получит изрядный ВЧ потенциал по отношению к земле. Следствием этого станет ее излучение. Кажется все плохо? Если ничего не делать - да. Но если мы тем или иным методом (экранирование, ферритовые дроссели,) подавим этот потенциал, то это не только не нарушит работу линии по передаче мощности, а вот излучение линии уберет.
3. Все вышеописанное справедливо и для антенн, (которые, кстати говоря правильнее рассматривать как устройства с ТРЕМЯ выводами - две клеммы антенны и земля).
Выводы:
Подавление паразитного (синфазного) тока линии питания весьма желательно. Иначе излучение линии изменит ДН и Za основной антенны и весьма вероятно приведет к помехам
Синфазный (он же излучающий)ВЧ ток линии можно давить двумя способами:
1. Поставить на его пути большое реактивное сопротивление (например, дроссель).
2. Сделать балансную схему, которая давит сигнал смешивая его с таким же но противофазным (балансный трансформатор, например).
Очевидно, что в последнем случае можно достичь намного более глубокого подавления, что лучше. Но также очевидно, что часто можно обойтись и небольшим подавлением.
Дроссель должен иметь сопротивление хотя бы на порядок выше активного (те в нашем случае 500 Ом т. е. ослабление 20 dB (10 раз)). Но 20 дБ подавления тока оплётки это конечно хорошо, но в особо неудачных случаях может и не хватить. Поэтому лучше закладывать X катушки не в 10, а раз в 20..30 выше Rкабеля. Т е. для 3,5 MHz от 50 uH , а для 1,8 и все 100. Для таких индуктивностей феррит уже желателен, иначе придется мотать много кабеля.
Просто витки кабелем без феррита - нормальный метод при средних требованиях к подавлению тока оплетки на НЧ и вполне приличный на ВЧ. При высоких требованиях к подавлению тока асимметрии на НЧ феррит необходим.
И в заключение - "не так страшен черт, как его малюют".
Выпускаемые серийно: асимметричный диполь FD4, и асимметричный вертикал GAP TITAN, успешно проходят по допустимому уровню напряженности электрического и магнитного полей. А законы, здесь в Германии на это счет, что горчичники - самые жесткие в Европе...
И.Г.
... почему l/4 GP c elevated radials длиной l/4на высоте 0,05l над землей (для большей корреляции с нашим INV V возьмем случай вертикала изолированного от земли и с одним elevated radial ) не может быть запитан по методу диполя со сдвинутой точкой ?
Почему не может? Может. Причем нередко так и питается. Именно такой способ использован в распространенной R7, (она же R7000. Там в вертикале точка питания смещается туда, где входное сопротивление антенны становиться около 200 Ом. Поэтому вертикал становится длиннее четверти волны, а противовесы, соответственно, короче (если правильно помню 6 проволочек по 1,4 м), а питание идет через ферритовый трансформатор 1:4.
Если антенна высоко поднята можно даже умудриться сделать короткий вертикал и длинный противовес (но это хуже по КПД, подробности ниже). Так работает на 40-ке антенна GAP TITAN: верхняя ее вертикальная часть составляет от силы 3,5 м, затем точка питания - нижняя вертикальная часть 5 м - и закручен как собачий хвост вокруг основания один противовес длиной 11,5 м. В сумме выходит положенные полволны. Но поскольку антенна физически сильно укорочена, то точка со входным сопротивлением 60 Ом находиться всего в 3,5 м от верхнего края штыря. Если, эксперимента ради, такую конструкцию питать в пучности тока, то там получиться менее 10 Ом входного сопротивления.
Итак, полагаю, нет вопросов как такие антенны работает в свободном пространстве? Работает и все излучается, ничего нигде не теряется.
Поясните, пожалуйста, с большим акцентом на взаимосвязь высоты антенны и способом применения метода диполя со сдвинутой точкой питания.
Так что же земля делает? Да как обычно - поглощает. Итак, если мы исходно работающую антенну с коротким (скажем 1\3 l>) штырем и длинными (2\3 l) противовесами опустим из свободного пространства на высоту 0,05l лямды. Что будет? КПД ее резко упадет. Дело в том, что в любых антеннах, при любом питании максимальное излучение обеспечивают те части антенны, по которым течет максимальный ток. В нашем же примере, зона максимального тока почти целиком приходиться на противовесы. Естественно, что их излучение будет большей частью благополучно "сожрано" землей. (Важный момент, кстати , для всех асимметричных антенн - бОльшее излучение - от более длинной части, а при перекосе порядка 1\3 l почти все излучение обеспечивается длинной частью, а короткая почти не излучая только достраивает антенну в резонанс).
Проведите мысленный эксперимент: возьмите симметричный диполь высоко висящий, и полегоньку опуская его и поворачивая одну из половин, трансформируйте его в четвертьволновый вертикал вертикал с одним четвертьволновым же противовесом - тут все понятно?
А теперь еще раз тот же эксперимент, но с асимметричным диполем. Причем в двух вариантах - один раз поставьте вертикально длинную часть, во второй раз - короткую. Не забывая при этом, что бОльшую часть излучения дает длинная часть...
И.Г.
Если линия питания подключена в пространстве геометрически не симметрично, то невозможно избежать сильных наводок на нее, даже при идеальном симметрировании.
Точно. Наводок на линию избежать не удается - любая линия работает и как приемная антенна, улавливающая излученное антенной поле и переводящая его в ВЧ потенциал на оплетке кабеля.
Причем, реально этого не удается избежать даже при симметричном питании и наличии симметрирующего устройства. В теории, для симметричного диполя, с симметрирующим устройством линия питания должна идти перпендикулярно полотну антенны (то есть по линии нулевого ВЧ потенциала в пространстве) на расстоянии хотя бы половины лямбды, чтобы уйти в ту область, где падает напряженность поля. Там линия уже может позволить себе изогнуться параллельно диполю и наловить наводок от антенны, но уже не так много. Изогнуться линия может и раньше, если "нырнет" туда где ВЧ поле экранировано.
Реально, требование перпендикулярности линии полотну симметричного диполя на длине волны практически никогда не выполняется. Посмотрите, скажем обычный Инв V на НЧ - первые метров 15 все как положено - по мачте, а потом по крыше или земле, параллельно излучающей части. Наводка на кабель при этом конечно будет немаленькой.
В асимметричной антенне наводки на линию будут действительно больше, чем в симметричной.
Общие методы (для всех антенн) борьбы с этим безобразием (кроме симметрирующего устройства для симметричной же антенны) - дроссели, ферритовые кольца на кабеле, и как можно скорее привести кабель либо в пространство нулевого потенциала (полегоньку изгибая привести к линии перпендикулярной полотну антенны), либо как можно скорее спрятать его под экранирующую поверхность (например внутрь трубы несущей мачты, или закопать в землю).
Кроме симметрирования фидерной линии (тем более кабельной) необходимо на самой линии устанавливать электромагнитные защелки. Это не дросселя, а поглощающие ВЧ трансформаторы, надевающиеся прямо на кабель (они выпускаются и делаются на разные частоты, мощности и даже бывают с радиаторами). Переизлучаемая мощность фидером будет значительной и совсем нежелательной.
Абсолютно точно. Эти мероприятия крайне желательны абсолютно для ЛЮБОЙ антенны, если фидер не идет точно по линии нулевого потенциала ВЧ полям (да даже если и идет - все равно не помешает? кашу маслом не испортишь). Для диполя это перпендикулярно полотну: - или на расстоянии длины волны (причем, на практике это еще большой вопрос будет ли именно там нулевой потенциал, реальная антенна всегда находиться в асимметричном окружении: дома, провода и т.п., поэтому весьма вероятно, что пространство нулевого потенциала не совпадает со средней линий перпендикулярной полотну).
- либо то же самое, но до металлической поверхности или хорошей земли (которая вместо линии примет ВЧ поле, тем самым экранируя линию).
И.Г.
...еще я помню, как ты из этого самого кабеля что-то такое накрутил возле точки питания, сколько-то там виточков и пр. Каковы принципы этого дела, как это все грубо считается, если считается вообще?
1. Берем кабель 75 Ом. Нагружаем его на резистор 75 Ом висящий в воздухе, вместо антенны. Ясно, что КСВ=1 (КСВ во всех дальнейших примерах будет 1, я не буду это специально отмечать), и по оплетке снаружи ничего поганого не будет.
2. Тот же резистор, но его конец, соединенный с оплеткой заземляем. Все то же самое - все хорошо, несимметричная нагрузка по несимметричной же линии питается.
=======================================
Лирическое отступление о коаксиальном кабеле.
...вернее о его оплетке. Есть скин-эффект . Даже на 160 м глубина проникновения ВЧ токов в металл - только 0,1 мм. Оплетка явно толще. Поэтому ток текущий по внутренней стороне оплетки и по ее внешней стороне - два совсем разных тока. Удобно представить что у коаксиала ДВЕ изолированные друг от друга оплетки - внутренняя и внешняя, которые имеют контакт меж собой только у РА и у антенны, а на всей длине кабеля такого контакта нет.
Поэтому в дальнейшем будем рассматривать ТРИ тока - по центр жиле, по внутренней стороне оплетки, по внешней стороне оплетки. Это токи РАЗНЫЕ!
=======================================
3. Разобьем этот резистор на два последовательных по 37,5 Ом и заземлим среднюю точку (аналог симметричного диполя). Тут уже выходит 1-й нюанс. На резисторах ВЧ есть, следовательно есть ВЧ и на оплетке кабеля (причем, поскольку дело происходит в точке соединения обоих сторон оплетки, то и на внешней и на внутренней стороне есть ВЧ). А нижний его конец (у РА ) заземлен. Получается эдакая прелестная антенна из внешней стороны оплетки кабеля внизу у которой ноль, а вверху - половина от полного выходного ВЧ.
Оплётка кабеля естественно светит. Для подавления этого безобразия и нужен коаксиальный дроссель. Задача его создать большое сопротивления по ВЧ у антенны для токов стремящихся затечь на внешнюю сторону оплетки кабеля. Крутится или из кабеля просто или из кабеля на феррите (феррит чем хуже, тем лучше, 1000...2000 НН, задача дросселя - не пущщать).
Расчет примитивно прост - jХ такого дросселя на рабочей частоте должно быть более чем в 10 раз больше входного сопротивления антенны (обычная катушка). Теперь все хорошо - наружная сторона оплетки с обоих сторон имеет нулевой ВЧ потенциал, а по жиле и внутренний стороне оплетки текут равные и противофазные токи. ВЧ напряжения на жиле и внутренней стороне оплетки равны по величине ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ (!), потому как наши нагрузочные резисторы (2х37,5 Ом) одинаковы по величине.
4. А теперь нагрузим-ка мы кабель на два последовательных резистора 60 и 15 Ом, а среднюю точку этих резисторов заземлим (довольно точный аналог твоей асимметричной антенны). Ясно, что коаксиальный дроссель в точке запитки по-прежнему (и даже больше) нужен. Больше, потому как на резисторе 60 Ом ВЧ выделится несколько побольше, чем на 37, 5. Но это решаемо - дроссель делается просто раза в два-три побольше (для 160 м надо бы больше чем 100 uH намотать).
5. А теперь включим асимметричную антенну (с дросселем в точке запитки). Возникнет еще одна проблема. Если, к примеру питать симметричный, или почти симметричный диполь, и кабель уходит вниз перпендикулярно, то есть по линии нулевого ВЧ потенциала в пространстве (для диполя любого - плоскость перпендикулярная точке максимума тока), то все хорошо.
А вот если точка питания крепко смещена в сторону, то линия нулевого потенциала ВЧ в пространстве будет очень далеко от точки запитки (чуть ли не в середине длинной стороны) , и понятно, кабель туда не попадет. Он идти там, где есть изрядное ВЧ напряжение в пространстве. И его внешняя сторона оплетки, невзирая на дроссель в точке запитки, как приемная антенна наловит наводок, что приведет к появлению ВЧ у тебя на земле со стороны РА. Это помехи. Поэтому это ВЧ надо гасить. Способ тот же - коаксиальные дросселя распределенные вдоль полотна с расстоянием меж ними меньше 1\8 face="Symbol" l. В твоем случае хватит трех - один у антенны, второй у основания мачты, третий - прямо у РА. То есть ты по ВЧ рвешь наружную сторону оплетку на такие маленькие куски, что они эффективно принять уже ничего не в состоянии. Причем дроссели в середине кабеля и у РA могут быть в несколько раз меньше чем в точке запитки. Точного расчета нетпоскольку совершенно неясно сколько ВЧ в твоем конкретном случае наловит внешняя сторона оплетки кабеля.
И.Г.
Никогда не мог понять, почему работают антенны, питаемые с конца. В частности, почему работает J-образная антенна. Казалось бы, имеем разомкнутую цепь (один конец источника напряжения никуда не подключен). И вроде бы ток не должен поэтому по антенне течь. Но ведь работает...
Труднее всего задавать простые вопросы.
Но так по какой же цепи протекает ток источника в J-антенне и прочих полуволновых диполях, питаемых с конца?
Ясно же, что не может один из выводов источника просто висеть в воздухе, не будучи ни к чему подключен (если так сделать, это эквивалентно включению последовательно с источником конденсатора бесконечно малой емкости, ток через который, понятно, течь не будет). Ток в антеннах протекает между чем-то и чем-то. Причем оба этих "чем-та" обязаны быть ненулевых размеров. Подробности см. тут.
В любой антенне питаемой с конца обязано быть что-то, что примет ток второй клеммы источника. Если антенна низкоомна (например, четвертьволновый GP), то это "что-то" обязано также иметь низкое сопротивление: поверхность земли или система резонансных противовесов.
Если же с конца питается полуволновой диполь с Ra в несколько килоом, то токоприемное "что-то" может быть очень плохим, с большим сопротивлением в сотни Ом. На фоне тысяч Ом Ra это почти не окажет влияния.
Поэтому в таких антеннах токоприемное "что-то" может быть почти незаметным - например, ток внешней стороны оплетки кабеля.
Конкретно в J-антенне - это синфазный (асимметрии) ток согласующей четвертьволновой линии. Т.е. этот отрезок работает не только как согласующее устройство, но и как четвертьволновый противовес, принимающий маленький (но ненулевой) ток полуволнового диполя, питаемого с конца.
И.Г.
1. Почти ЛЮБАЯ антенна (диполь, веревка, дельта, инвертор, и т.п.) может вполне нормально работать как многодиапазонная (начиная от того диапазона, где ее линейные размеры антенны становятся ориентировочно более 0,3 лямбды). Причем не как суррогат, а именно как вполне пристойная антенна, почти не уступающая например, резонансному диполю на каждый диапазон (а часто и превосходящая его). Для этого надо...
2...."уговорить" антенну "скушать" всю мощность передатчика передатчика. В свою очередь для этого надо решить четыре задачи:
2.1. Согласовать сопротивление в конце линии питания со входным сопротивлением антенны на данном диапазоне (ясное дело, условие передачи максимальной мощности -равенство сопротивлений нагрузки и внутреннего сопротивления генератора).
2.2. По тем же соображением согласовать выходное сопротивление передатчика со входным сопротивлением линии питания.
2.3. По тем же причинам, обеспечить нужное и стабильное сопротивление нагрузки для лампы (транзистора) выходного каскада.
2.4. Позаботиться о высоком КПД линии передачи, чтоб в ней все не затухло.
Для упрощения, давайте договоримся, что мы имеем либо транзисторный TX c антенным тюнером, либо ламповый с настраиваемым П-контуром (который заодно играет роль тюнера) на выходе. То есть, считаем, что требования п. 2.2 и 2.3 всегда выполняемы, то есть активный элемент (лампа, транзистор) всегда "видит" оптимальное для себя сопротивление, а тюнер способен трансформировать его в любое другое, в том числе - комплексное. При качественном тюнере потерь на данном этапе нет (или ими можно пренебречь).
Как реально выполнить требования п 2.1? Тут приходит на помощь то свойство длинной линии, что можно получить какое угодно сопротивление на одном ее конце (у антенны то бишь), меняя импеданс на другом её конце (у тюнера). Вот как раз для последней операции и нужен тюнер. Потерь и на этом этапе не просматривается.
Остается один п. 2.4 - КПД линии передачи. Потери в линии, увы, будут. К тому ж в нашем случае, она работает со стоячей волной. Не вдаваясь в дебри теории скажу, что КПД двухпроводок значительно выше КПД коаксиального кабеля.
Дело не в каких-то магических свойствах двухпроводки, а только в ее высоком волновом сопротивлении - при той же мощности в ней течет меньший ток. А потери пропорциональны его квадрату... По этой же самой причине ЛЭП делают высоковольтными (высокоомными то есть) - энергетики заботятся о высоким КПД своих линий.
Возвращаясь к нашей двухпроводке, заметим, что в ней как правило получается меньший чем в коаксиале КСВ. Сравните: коаксиал 50 Ом при КСВ=10 имеет диапазон нагрузок 5...500 Ом (входные сопротивления проволочной антенны менее 30-ти Ом практически не встречаются, а вот >500 Ом - сколько угодно), а двухпроводка 400 Ом - диапазон 40...4000 Ом (это как раз то, что может дать проволочная антенна).
Цифры для ориентировки. Двухпроводка 400 Ом, выполненная из проводов по 1 мм, при длине 40 м и КСВ=10, на частоте 28 МГц имеет КПД более 90%. Коаксиал в тех же условиях (1 мм - центральная жила) - от силы 40% (причем заметьте 40 м - это электрической длины, физически двухпроводка и будет 40 м, а коаксиал - только 26,4 м).
Кстати, в профессиональных антеннах, питаемых двухпроводкой, антенна считается удовлетворительно согласованной, если КСВ (там вообще-то меряют КБВ, величину обратную КСВ) меньше 5. (КБВ >0,2).
6. Некоторые выводы. Суммарный КПД нашей системы почти исключительно определяется потерями в линии (тюнер мы считаем хорошим). Если линия получается большой длины, то двухпроводка, конечно лучше. Но если от тюнера до антенны недалеко, а коаксиал использовать большой толщины (можно уменьшать потери и так ) - то тоже не очень страшно.
7. Нюанс - даже при использовании в качестве линии передачи толстого коаксиала (а двухпроводки само собой) - тюнер должен быть СИММЕТРИЧНЫМ! Абсолютно не тянут на это гордое имя простые тюнеры, у которых симметричный выход делается просто ферритовым колечком. Ферриты на выходе тюнера - дурной тон. Схем симметричных тюнеров немало публиковалось - он должен иметь на выходе либо незаземленную катушку (с катушкой связи), либо сдвоенный незаземленный КПЕ - по одномуКПЕ в каждом выходном проводе тюнера, либо и то и другое.
И.Г.
Настраивать антенну, КРАЙНЕ ЖЕЛАТЕЛЬНО в точке питания, причем при возможности это лучше делать не ГИРом, а ВЧ-мостом (крайне полезный прибор, экономит много сил и времени; при настройке.).
Расхожее мнение "Ну нет прибора лучше КСВ метра, остальное от лукавого"! Отсюда и высказывания об идиотах-авторах и их "неправильных" антеннах...
Точно, КСВ-метром у трансивера можно пользоваться при настройке антенны ТОЛЬКО ТОГДА, КОГДА ЕЕ ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ НА РЕЗОНАНСЕ ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КАБЕЛЯ НЕ БОЛЕЕ, ЧЕМ НА 20...30%. Во всех остальных случаях, КСВ-метр будет показывать все что угодно, кроме правды.
По существу ОДИНОЧНАЯ рамка, если не издеваться над ней как описано выше ,менее 75 Ом ПРАКТИЧЕСКИ иметь не может.
Не совсем так - мне встречались дельты (правда довольно высоко висящие между 12-ти этажные дома) со входным сопротивлением на резонансе под 100 Ом (в точке питания).
... по сему ЭТУ антенну (и только эту!)мерить можно простейшим КСВ метром на случайном отрезке кабеля и в любом месте. Минимум КСВ и будет резонансом.
Два момента:
1. КСВ-метр должен обязательно 75-омным (а все "буржуйские" приборы, и большинство самоделок настроены на 50 Ом и при измерении им правды Вы не увидите).
2. Если получится входное сопротивление дельты 90...100 Ом, то частота минимума КСВ может отличаться от истинной (в зависимости от длины кабеля) резонансной частоты антенны.
Описанная картина (с двумя минимумами КСВ) есть частный случай, далеко не всегда наблюдаемый. Возьмем пример - низко висящий инвертор со входным сопротивлением 37 Ом на резонансе, питаемый кабелем 75 Ом и КСВ-метр тоже настроен на 75 Ом.
1-й случай. Мы измеряем зависимость КСВ от частоты непосредственно на антенне - тут никаких двух минимумов быть не может - будет один минимум =2 и как раз на резонансной частоте антенны (запустите любой моделировщик антенн и проверьте).
2-й случай. Те же измерения, но у РА (то есть через кабель). Теперь в дело вмешивается кабель со своими трансформирующими свойствами, и в зависимости от его длины мы можем увидеть КАКИЕ УГОДНО зависимости КСВ от частоты - и с двумя минимумами , и с одним, но сильно смещенным в строну минимумом, и даже с несколькими минимумами. Картина выходит более чем туманная и ПОЛЬЗОВАТЬСЯ ЕЮ ДЛЯ НАСТРОЙКИ АНТЕННЫ НЕЛЬЗЯ. Вернее если очень хочется, то можно, но потом не удивляйтесь результатам.
Так что же делать то? Выходов два.
1. Использовать кабель с электрической длиной полволны (повторитель). И настраивать антенну (ее размерами) подключив к нижнему концу кабеля не трансивер с КСВ-метром, а ВЧ-мост. Задача - добиться чисто активного входного сопротивления на нужной частоте, а уж каким оно выйдет и насколько не совпадет с волновым сопротивлением кабеля - это как получиться
2. Переконструировать антенну так, чтобы ее входное сопротивление на резонансе стало бы равно волновому кабеля. Например в случае с инвертором достаточно сместить точку запитки (то есть удлинить одно плечо и настолько же укротить другое) от центра диполя. У дельты можно изменить форму, руководствуясь следующими соображениями:
- Если дельту вытянуть совсем в петлевой диполь, получим Rвх=280 Ом.
- Если дельту "сложить" в другом направлении - получим замкнутую на конце полуволновую двухпроводную линию, с Rвх = 0. Где-то посередине между этими крайностями можно найти и 50 и 75 Ом входного сопротивления. Причем, совершено необязательно, чтобы это была дельта - работают многоугольники самой причудливой конфигурации, определяемой местными условиями.
Напоследок, хотел бы напомнить, что полная настройка антенны состоит из двух этапов (взаимосвязанных, но разных):
1. Настройка антенны в резонанс (то есть получение в точке питания чисто активного сопротивления). Многие только этим и ограничиваются, а зря ибо надо еще...
2. Установить это сопротивление равным волновому кабеля, само оно далеко не всегда получается таким как надо
И.Г.
Разве может быть такое, чтоб одна проволочная антенна работала на 40, 20 и 15 метров. Я всегда считал, что если антенна на 20 и 40 м то; там она и должна работать, а не на других диапазонах. А в принципе и "гвоздик" будет работать, но как... ? Не надо людям мозги пудрить.
Уж сколько раз твердили миру. О резонансном и нерезонансном питании антенн. Но воз и ныне там, многие до сих пор не очень понимают разницу, чему подтверждение приведенные фрагменты...
Нужно сразу определиться для чего нужна антенна, если для бесед с соседними областями то это один вариант, если по дальше или для DX, то это совсем другое. Иногда смешно читать и слышать в эфире, как один перед другим хвастается, что у него одна веревка работает везде и работает отлично, а другие развесив уши слушают и еще просят выслать размеры данного уникума. Если описываете антенну, то в заголовке сразу пишите для чего она сделана и опробована ли на всех трассах и в том числе в "pule up", а то понапишут всякого...
...Придется повторять истины из учебника. Резонансное и нерезонансное питание отличаются ТОЛЬКО ВЕЛИЧИНОЙ КСВ в линии питания, но никак не КПД излучения антенны.
Поэтому, если:
1. Физические размеры излучателя больше, условно говоря, трети длины волны (цифра повторю условна, по эффективности излучения).
2. Потери в линии питания малы (это не всегда бывает! При коаксиале, особенно тонком потери с ростом КСВ заметно растут, при двухпроводке - почти нет, почти все многодиапазонные антенны с резонансным питанием используют двухпроводную линию), то, как ни странно СОВЕРШЕННО ВСЕ РАВНО какое питание используется. В самом деле - если ВСЯ (ну или почти вся "моща") доходит до полотна антенны, то дальше надо только обеспечить согласование входного импеданса антенны с выходным линии.
Есть еще один не очень широко известный факт. Даже в самом что ни на есть полуволновом диполе, с чисто активным входным сопротивлением ПО ВСЕЙ ДЛИНЕ АНТЕННЫ УСТАНАВЛИВАЕТСЯ распределение тока и напряжения вдоль антенны такое же как в линии СО СТОЯЧЕЙ ВОЛНОЙ. Такое распределение (читай стоячая волна) существует в ЛЮБОЙ (кроме апериодических) антенне, причем НЕЗАВИСИМО от того, резонансная длина полотна или нет. Отличия только во входном импедансе.
И если вы обеспечили передачу мощности на комплексный импеданс (тюнером в точке питания антенны - он за этим и нужен при высоком КСВ в линии ), то антенна будет работать хоть при ее длине 0,3l, хоть 0,7l (будут конечно отличия в ДН).
Важный момент тюнер внизу у TRX - это хуже, имеются потери в линии из-за высокого КСВ (хотя та же двухпроводка при КСВ=10 имеет кпд более 90%, коаксиал в тех же условиях, в зависимости от толщины и длины потерять до половины мощности). Если же тюнер (хороший) стоит в точке питания антенны (он уже будет именоваться СУ антенны) - то дополнительных потерь нет, и антенна ЛЮБОЙ длины(от 0,3l и длиннее) работает не хуже полуволнового диполя.
Более того, если у Вас есть возможность установить СУ в точке питания (например на балконе высотного дома на верхних этажах), то это одно из лучших решений для все диапазонной антенны.
И.Г.
color="#008040">Если у меня второй этаж (9-ти этажный дом), я собираюсь повесить диполь с длиной плеча 2 по 30 метров и двухпроводной линией питания (полотно и антенна будет выполнена из полевого кабеля П-274 предполагается использовать как все диапазонная 1,8-29MHz), будет ли эта симметричная линия питания источником помех для ТВ?
Все будет ОК. И диполь будет излучать как надо, и линия практически не будет ничего излучать. Нюансы.
1."Полевка" на самый лучший антенный материал, поэтому дополнительные потери в ней на ВЧ (небольшие порядка 1..2 дБ при такой длине) будут.
2. Изоляторы, в распорках линии должны быть хорошие и негигроскопическими - местами напряжения в линии будут большими. Хорошо идут - фторопласт, капрон, полиэтилен, пластики, устойчивые к ультрафиолету. Стеклотекстолит нежелателен - "сосёт" воду. В крайнем случае можно и его, но тогда с обязательной пропиткой горячим маслом или парафином (и все равно это на 2..3 года только).
3. Сама линия ничего излучать не будет, т.к. напряжения в ее проводах одинаковы по величине и противофазны.
4. Вокруг линии в радиусе 4..5 расстояний между проводами (для все диапазонной антенны, кстати, хороший компромисс 50...80 мм) ничего не должно быть. То есть нельзя ее проложить по стене, или в шахте. Как в Вашем случае - все время по воздуху, и сразу в окно - идеальный вариант.
5. Тюнер внизу должен быть хорошим, и с симметричным выходом. Ни в коем случае нельзя использовать несимметричный тюнер (типа Т-звена, например) - из-за асимметрии линия "перекосится" относительно земли и начнет излучать. Ферритовый трансформатор на выходе на выходе несимметричного тюнера, для того, чтобы сделать его симметричным - это плохо. Вообще ферриты на реактивность плохо работают.
Нужен тюнер с катушкой связи (переключаемой по диапазонам) и парой незаземленных КПЕ на выходе. Конструктивно неудобно, но надо. Переключать, кстати проще и дешевле всего проволочными перемычками со штырьками, втыкая их в гнезда отводов (или, при небольшой мощности - куски провода с "крокодилами") - все это на верхней панели из пластика.
6. При изготовлении линии заложите запас в пару метров. Если на каком-то диапазоне система антенна-линия будет иметь на входе полуволновой резонанс (у тюнера), то это не шибко удобно из-за больших напряжений на тюнере. Проще всего в этом случае укоротить линию (вот тут запас и нужен!) на 40..60 см, и снова проверить настройки. Как правило везде (кроме 160 м) достаточно изменить так длину , чтобы уйти с самого резонанса и раза в два-три снизить напряжение на выходе тюнера (чтобы не искать КПЕ с большим зазором в палец). Реально получить напряжение на выходе тюнера не более 1...1,5 kV, при мощности 1 kW. Но для этого возможно придется "поиграть" в небольших пределах длиной линии.
Когда сделаете антенну приятно удивитесь ее работе. Тюнер, конечно неудобно перестаивать при смене диапазона (а на 160 и 80 м - даже и по диапазону). Один мой знакомый тут; в похожем случае сделал такой вариант: очень большой трехплатный керамический переключатель, и на нем смонтировал 9 фиксированных СУ на каждый диапазон (много катушек, конденсаторы большей частью из отрезков кабеля). Вышла довольно большая конструкция, но зато настраивать ее не надо - только переключать.
И.Г.
Лучше будет, если Вы посмотрите любой учебник по "нашей тематике". Это просто HАУЧHЫЙ факт,а не наивное, как Вы выразились убеждение. Именно 50-ти омные коаксиалы имеют минимальные потери среди всех линий. Hа графике потерь от W пpи 50 Омах наблюдается совершенно отчетливый минимум.
Посмотрите пожалуйста еще раз на это график внимательно - зависимости потерь ОТ ЧЕГО И ПРИ КАКИХ УСЛОВИЯХ? От отношения диаметров D/d, ПРИ ФИКСИРОВАННОМ ВНЕШНЕМ D! А если фиксировать внутренний диаметр ( и соответственно Z), то нет там никакого минимума. В этом в состоянии убедиться любой, кто еще не забыл как взять производную, и определить экстремум функции.
Более того (факт совсем малоизвестный), и у двухпроводки при фиксированном расстоянии между проводами также существует оптимум по потерям в зависимости от отношения D/d (D-в данном случае расстояние между её проводами) при D/d=1,36, что соответствует волновому сопротивлению 120 Ом для воздушной линии. Но опять же, если мы зафиксируем диаметр проводника d (а не расстояние D между ними!), то никакого минимума нет и быть не может.
Эта странное на первый взгляд положение вещей (по D нет оптимума, а по d есть) объясняется тем, что D входит в формулу потерь линии только один раз, влияя только на изменение Z, а d - дважды, первый раз (линейно) определяя омическое сопротивление потерь в линии, второй раз (логарифмически) изменяя Z. И физически это довольно понятно, зададим скажем D = 10мм (неважно для коаксиала или двухпроводки). Ясно, что меняя отношение D/d, мы на самом деле меняем только d (D, не забудьте фиксировано). При больших D/d, центральный проводник станет настолько тонким, и поэтому потеряется на нем столько что никакое высокое Z ему не поможет - и потери будут большими. Сильно же уменьшив D/d, то есть сделав d большим, мы настолько снизим Z линии, что ей не поможет большой диаметр - из-за больших токов в линии потери снова возрастут. Между этими крайностями и прячется оптимум D/d=3,6 для коаксиала (50 Ом), 1,36 - для двухпроводки (120 Ом). Но это не абсолютный оптимум, святее папы римского. Увеличьте D и Вы получите меньшие чем прежде значения потерь, даже и не при оптимальных для данного D отношения D/d.
Минимум потерь для коаксиала ПРИ ФИКСИРОВАHHОМ ВHЕШHЕМ ДИАМЕТРЕ достигается при отношении D/d=3,6, что для полиэтиленового кабеля и составит 50 Ом.
Да, именно так!!! И не иначе. И этот факт с успехом используется на практике. И уж если Вы пишите статьи об этом, то не поленитесь посмотрите про ВСЕ это в учебнике по линиям передачи.
Да так все, так, но исходно-то речь шла о другом. О том что ПРИ РАВНЫХ И ФИКСИРОВАННЫХ ДИАМЕТРАХ ПРОВОДНИКОВ (центрального у коаксиала и обоих у двухпроводки), в диапазоне КВ (где можно пренебречь потерями двухпродки на излучение) высокоомная линия имеет МЕНЬШИЕ ПОТЕРИ. Скажем коаксиал с зафиксированным d=1 мм при 100 Омах имеет меньшие потери, чем при 50 Омах. Но это потому, что при таких условиях 100-омный коаксиал будет почти вдвое толще 50 омного.
Чтобы не грузить математикой справочная табличка (собранная из разных, но заслуживающих уважения источников:
Потери в линии длиной 50 м на частоте 20 МГц
|
Тип линии |
Z, Ом |
Потери, (dB) |
Конструкция, диаметр по изоляции |
|
RG58C/U |
50 |
3,3 |
5 мм |
|
RG8/U |
50 |
1,4 |
10,3 мм |
|
РК 50-9-12 |
50 |
1,8 |
9 мм |
|
РК 50-11-11 |
50 |
1,1 |
11 мм |
|
РК 75-9-12 |
75 |
1,34 |
9 мм |
|
РК 75-17-32 |
75 |
0,66 |
17 мм |
|
Двухпроводная в изоляции |
300 |
0,55 |
d=1,0мм, D=12 мм |
|
Двухпроводная в изоляции |
300 |
0,35 |
d=1,5мм, D=20 мм |
|
Воздушная двухпр |
450 |
0,25 |
d=1,5мм, D=33 мм |
|
Воздушная двухпр |
600 |
0,18 |
d=1,5мм D=110мм |
|
Воздушная двухпр |
635 |
0,14 |
d=2мм D=200мм |
Совершенно отчетливо видно, что потери падают с ростом Z и минимальны они ну никак не при 50-ти омах. А вот если б мы сделали табличку потерь при одинаковом, фиксированном и равном для всех линий D (скажем 15 мм), то тут отчетливо бы вылезли два минимума 50 Ом для коаксиалов, и 120 для двухпроводок, но вот эти цифры в минимумах будут БОЛЬШЕ 0,5 dB.
Понятно в чём разница? Минимумы есть при жестко заданном D, но их нет при жестко заданном d! Для нас (поскольку мы не делаем коаксиалы сами), ясное дело, что при данной внешней толщине кабеля надо использовать только 50-омный. Но это совершенно не значит что ничего лучшего по потерям нет, и при данной длине линии мы не можем снизить потери. Да есть же и можно! Или (очевидно) использовать более толстый кабель, или при том же d использоватьдвухпроводку. Причем совсем необязательно делать ее узенькой 120 Омной оптимальной по потерям, резко (и сильнее) снизить ее потери можно увеличивая ее D (причем в отличие от коаксиала, это не связано с конструктивными трудностями).
Правда есть тут важный нюанс - все вышесказанное относится к диапазону КВ. Потери двухпроводок на излучение квадратично растут с частотой, и поэтому на УКВ их преимущество сходи на нет. И наоборот, коаксиалы, имея ничтожные потери на излучение в диапазоне УКВ выигрывают у двухпроводок по суммарным потерям. И еще нюанс: в данном письме речь шла только о потерях В СОГЛАСОВАННОЙ линии. При рассогласовании - там своя песня.
И.Г.
При моделировании в двухэлементной Яги и двухэлементного квадрата (диапазон 14 MHz, обе антенны на высоте 8 м от поверхности земли с реальными потерями) максимальное усиление действительно отличается меньше чем на на пару dB. А вот ДН в н горизонтальной плоскости, построенные для вертикального угла 5 градусов имеют разницу уже более 6 dB, для вертикального угла в 1 градус - БОЛЕЕ 10 dB! Причем эта разница возрастает с увеличением потерь в земле.
Отсюда и вылезает у корреспондента немаленькая разница, кажущаяся на первый взгляд странной - вроде разница паспортная в усилениях антенн всего пару дБ, а дают разницу в два балла...
...согласен, но усиление этих антенн на таких углах будет очень маленьким.
Не совсем так. Цифры из упомянутого ранее расчета (двойной квадрат на 14МГц, высота траверсы 8 м над реальной землей с потерями). Итак:
Положение максима излучения в вертикальной плоскости -26 градусов.
Вертикальный угол усиление в dbi (к изотропу)
26 градусов +8,92 dbi
10 градусов +6,09 dbi
5 градусов + 0,76 dbi
2,5 градуса - 5,05 dbi
1 градус - 10,24 dbi
(для 2 эл. Яги надо отнять около 6 дБ при 5 градусах, 8,5 дБ при 2,5 градусах и чуть более 10 дБ - при одном).
Из "вдутого" киловатта квадратами под углом 5 градусов излучается что-то около 150 Вт, а Ягой - менее 40 Вт. При вертикальном угле излучения 2,5 градуса из того же киловатта у квадратов остается еще 40 Вт, а у Яги - около 5Вт. Есть разница?
Давайте говорить об углах, при которых излучается реальная мощность.
Лучше о углах реально необходимых для QSO.(Все приведенные ниже цифры заимствованы мною из справочника Э.Рэда " Справочное пособие по ВЧ схемотехнике" издательства Мир, 1990 год стр 190, рис 3.12. Там приведены зависимости необходимых вертикальных углов излучения в зависимости от длины трассы и числа скачков).
6000 км - для 2-х скачков 4 гр, для 3-х - 10 гр.
7000 км - для 2-х скачков 1,5 гр, для 3-х - 5гр.
8000 км - для 2-х скачков - нельзя, для 3-х - 5гр, для 4-х - 10.
10000 км - для 2-х скачков - нельзя, для 3-х - 2,5гр, для 4-х - 7.
11000 км - для 2-х скачков - нельзя, для 3-х - 1гр, для 4-х - 5.
Картина ясна, для DX- связей работает мощность, посланная под углами 10 градусов и ниже. А все что антенной выше работает при только при относительно коротких трассах, менее 5000 км.
А у обеих антенн максимум излучения около 30 градусов(абсолютно одинаковый) о чем я и говорил.
Точно так. Только угол в 30 градусов "работает" только до 3000 км, а на более длинной трассе эта мощность уходит в никуда.
А ширина лепестка естественно у разных антенн разная, собственно она то и определяет усиление.
Определяет максимальное усиление, причем под вертикальным углом особенно не нужным. Для DX честнее сравнивать усиление не максимальное, а под углами скажем 5 и 10 градусов. А оно зависит не только оттипа антенны, но и от высоты подвеса и ты прав, утверждая что...
Вот для антенн на разных высотах это действительно хороший пример огромной разницы в сигнале.
НО! При фиксированной высоте подвеса антенны имеющие небольшое отличие в максимальном усилении могут иметь очень заметное различие в усилении, под малымивертикальными углами излучения. Наш пример с квадратами и Яги - тому подтверждение. При некоторых условиях прохождения (не всегда!) может сработать и еще один механизм - за счет бОльшей мощности излучаемой под малыми углами может удастся перекрыть трассу за меньшее число скачков. А потери мощности на один скачок это по-моему (не помню точно) децибел 20.... Вот и еще разница.
И.Г.
Но ведь Ротхаммель пообещал, что у "птичьей клетки" двойного квадрата G4ZU коэффициент усиления даже на 0.5 дБ больше, чем у "двойного квадрата", при большем обратном ослаблении"?
Правдивая информация о "птичьей клетке" (компьютерная модель+ собственная практика). Усиление: на 0,5 дБ ниже нормального двойного квадрата (QQ). Коэффициент удлинения - 1,1...1,2 (зависит от диаметра провода). Обратное ослабление (точно назад) такое же как у QQ. Самое главное безобразие: два огромных задне-боковых лепестка (135 и 225 гр.) - ослабление относительно главного всего -5...7 дБ (почему она и умерла как вращающаяся антенна).
А к Ротхаммелю - какие претензии, он же не специалист не по антеннам.
И.Г.
Классический Бевередж - нагрузка - антенна - трансформатор - кабель. А если вместо сопротивления нагрузки включить трансформатор с кабелем - то получится ли двунаправленный Бевередж ?
Получится. Только если оба кабеля нагружены так, что во всей рабочей полосе антенны они "видят" в нагрузке родные и активные 50 Ом . То есть, например на аттенюатор на резисторах, а никак не на диапазонные полосовые фильтры (в которых входное сопротивление резко меняется от частоты и по диапазонам). Тогда после трансформации антенна "видит" свои положенные 600 Ом и все должно работать. В самом деле какая ей разница как конструктивно выполнен нагрузочный резистор, главное, чтоб он имел положенные активные 600 Ом, а то, что он состоит из нагрузки 50 Ом, кабеля и трансформатора антенна и не догадается.
О двунаправленности. В проволоке антенны Бевереджа всегда идут две бегущих волны - первая в сторону приемника, вторая в сторону резистора нагрузки. Первая волна создается станциями лежащими со стороны резистора нагрузки - по мере прохода электромагнитного колебания вдоль проволоки часть его энергии перехватывается проволокой антенны и благополучно доставляется на вход приемника. Вторая же волна создается станциями, с направления входа приемника. Точно также, как и в первом случае, по мере прохода ЭМВ вдоль проволоки часть энергии перехватывается проволокой и доставляется ею к резистору нагрузки, который ее жадно поглощает и рассеивает в тепло (ВАЖНЫЙ МОМЕНТ). Поскольку волновое сопротивление антенны равно резистору нагрузки, то отражения от него в сторону приемника не возникает, поэтому сигналы, от этой волны в приемник не попадают. Вернемся теперь к важному моменту - нам никто не мешает не рассеивать в тепло принятую с другого направления волну, а ЗАГНАТЬ ЕЕ НА ВХОД ВТОРОГО ПРИЕМНИКА. Конечно при этом, с другого конца проволоки после всех трансформаций должны быть те же 600 Ом.
И.Г.
В проволоке антенны Бевереджа всегда идут две бегущих волны - первая в сторону приемника, вторая в сторону резистора нагрузки.
О как!!!! Это как??? Двунаправленная бегущая волна??? Максвелл отдыхает!
А что так сильно взволновало? То что проволока может проводить переменные токи в обоих направлениях причем одновременно? Да, может, и причем запросто - если эти токи от РАЗНЫХ ИСТОЧНИКОВ (их и не два, а двадцать два может быть - сколько источников, столько токов - волн). Ежели сомневаетесь позвоните по телефону - в процессе разговора телефонных проводах одновременно будут протекать навстречу друг другу два переменных тока - от вас к собеседнику и наоборот. В антенне Бевереджа то же самое - одновременно протекают два тока-волны (а поскольку проволока согласована с обоих концов, то обе бегущие) - одна производится сигналом станции расположенной спереди антенны, другая - от сигналов станции, расположенной сзади. И совершенно естественно эти волны идут по проволоке В РАЗНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ.
И не поминайте всуе Максвелла, лучше досконально разберитесь с работой антенны.
И.Г.
Почему излучение с оплетки дает, бОльшую помеху, чем основное ?
Потому что кабель ближе к предполагаемым приемникам помех. А интенсивность поля обратно пропорциональна квадрату расстояния. Так что идущий через дом кабель с излучением 1 Вт может наделать бед больше, чем антенна на крыше, и излучающая 100 Вт.
...тогда что же дает TVI ? Причем и по звуку и по изображению и даже - без TV антенны !
Наводка на сеть 220 В. Поможет фильтр по сети, подаренный этому соседу. Ну и конечно надо по мере сил стараться самому не наводить на сеть. Для этого :
- иметь свой фильтр по сети (только ни в коем случае нельзя соединять шасси TRX с нулевым проводом сети через конденсатор 0,01...0,047 uF как это подчас делается в простейших фильтрах! Это прямая дорога высокочастотному току с корпуса радиостанции в сеть и по всему дому. На входе фильтра должен стоять дроссель, например простейший из нескольких витков сетевого шнура на ферритовом кольце),
- разобраться с заземлением, чтобы ВЧ ток из него не затекал на нулевой провод сети,
- поднимать антенны повыше и подальше, для уменьшения просто наводок - питающая сеть 220 В, это куча проводов, которые работают как приемная антенна, даже при идеальном выполнении первых двух пунктов, все равно что-то на проводах сети будет именно из-за приема ею.
Я понял, что лучше сделать ОТДЕЛЬНОЕ заземление и подсоединить его ко всей заземляемой аппаратуре через катушку с большой индуктивностью. Так ли это?
Нет. Такое "заземление" будет только электротехническим - то есть по НЧ, где катушка будет мала. Поможет только от накопления статики на антеннах. С радиотехнической точки оно зрения бесполезно. То же самое, что заземлиться через большую катушку у себя в шеке на батарею или ноль сети. Лучше всего иметь полностью свое заземление (без катушки), закопав во дворе трубу. А еще лучше ВЧ токи НЕ ЗАГОНЯТЬ В ЗЕМЛЮ, особенно заземление дома, а использовать неизлучающие линии питания (кабеля без излучения оплетки или двухпроводки) и использовать антенне НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, например: LW требует заземления, а диполь, той же длины - нет.
И.Г.
У антенны помимо всяких прочих есть параметр "максимальная вместимая мощность", то есть мощность, выше которой начинается коронный разряд с ее краев. Она выше у "толстых" (то есть с пониженным волновым сопротивлением) вибраторов и ниже у тонких проволочных. Это одна из причин, почему антенны мощных радиовещательных станций КВ диапазона делают из набора проводов ("толстыми"). Но в любом случае, даже при тонких одно-проволочных антеннах (применительно к полноразмерным антеннам) речь идет минимум о десятках kW. Подробнее об этом можно прочесть у Айзенберга в его монографии "Коротковолновые антенны". Там же есть расчеты максимально вместимой мощности.
И.Г.
Можно ли красить 1\4 l штырь на 2 м?
Все зависит от краски. Ток на ВЧ идет в тонком (на 144МГц менее 10-ти микрон!) поверхностном слое.
1. Если краска хороший диэлектрик , то она не повредит работе штыря (только очень незначительно из-за её диэлектрической проницаемости больше 1 электрически его удлинит), имеется в виду что штырь перед окраской зачищен. Это как если бы вы надели тонкую изоляцию на штырь. Только может потребоваться небольшая подстройка его длины.
2. Если краска очень хороший проводник - то все будет хорошо, ток пойдет по ней.
3. Если же краска проводник плохой (а серебрянка именно такова!), или диэлектрик с потерями, то дело худо - ток текущий только по поверхности будет ею сильно поглощаться, с сильной потерей в КПД.
Я бы краску экспериментально проверил . Взяв кусок хорошей ВЧ керамики или стекла , покрасить его ею, и затем засунуть его в катушку мощного РА или в СВЧ печь. Если краска не нагрелась - она пойдет. А если она теплая - значит ВЧ ток в ней имеет потери, и она непригодна.
И.Г.
Меня собственно привлекла "схема" определения комплексного сопротивления. Реально ли получить с помощью ее хоть более менее точный результат?
Да обычный метод замещения. В принципе - можно. Но по таким затратам времени я бы сделал по-иному.
Метод СУ.
1. Берется простейшее Г-образное СУ, сделанное не для работы, а именно для настройки (конденсатор КПЕ с большим перекрытием (с обычный, с заземленным ротором и небольшим зазором), катушка -вариометр, или обычная, но с множеством отводов), какой-нибудь КСВ-метр, и собственно трансивер на мощности ватт в 10..20.
2. Включаем например конденсатор СУ на выход - параллельно неизвестной нагрузке. Катушку ставим "на глазок" (первоначальная её величина не важна). Крутим КПЕ до минимума КСВ (он не будет 1). Запоминаем величину этого минимума.
3. Уменьшаем катушку на виток - полвитка (в зависимости от диапазона) катушку и снова крутим КПЕ до получения нового минимума КСВ. Если это значение меньше минимума, полученного в п.2 - Вы идёте верной дорогой, продолжайте понемногу уменьшать катушку (не забывая подстраивать КПЕ) пока КСВ не станет =1. Если же нет - катушку надо увеличивать.
4. Если упорно не выходит - перекиньте КПЕ параллельно входу и повторите п.2 и 3..
Это рассказывать долго, а реально при некотором навыке это занимает очень немного времени. Потом просто замените вариометр и КПЕ постоянными - и дело сделано. Удобно иметь вариометр (или катушку с отводами) градуированный (табличка столько-то витков- такая-то индуктивность) и такой же градуированный со шкалой КПЕ (большинство дешевых цифровых тестеров ныне имеет режим измерения ёмкости и делается градуировка очень быстро).
Если зачем-нибудь хочется знать импеданс антенны, то нарисуйте эти два элемента L иС в RFSimm99.
Ставить СУ более сложное, чем Г-образное, в большинстве случаев просто незачем (исключение - СУ с симметричным выходом).
И.Г.