Провод, питаемый с конца

[Сергей]

Здравствуйте Игорь. Вот такая задача беспокоит. Допустим имеется две вертикальные антенны - первая это полуволновой вибратор, питаемый с конца и настроенный в резонанс, т.е. Rвх. чисто активное и высокое. Питаем через 50-омный коаксиал через СУ на LC(L-последовательно, C-параллельно).
И вторая антенна, аналогичная первой, но длина вибратора немного больше (на 0.02-0.03*лямбда), т.е. резонанса уже нет, зато в Rвх появилась реактивная составляющая. СУ отличается только параметрами L и C. КСВ = 1 в обоих случаях. Возникают следующие вопросы.
  1. Как скажется наличие или отсутствие резонанса на характеристиках антенн? Вроде резонанс - это хорошо. А вот MMANA говорит, что у длинной антенны коэф. усиления будет выше. Это соответствует действительности или же я не правильно моделирую?
 2. Поскольку на входе резонансной антенны минимум тока, то можно обойтись без противовесов, достаточно внешней стороны оплетки. Справедливо ли это для антенны с СУ ? А для второй - удлиненной антенны?  А если повесить ферритовые кольца на кабель?
3. Нужно ли заземление оплетки кабеля около антенны?
 Практическая сторона вопроса - в настоящее время стоит вот такая слегка "длинная" антенна (собственный резонанс на 26МГц). С помощью СУ добился КСВ=1 на 28МГц. СтОит ли все же ее укорачивать и какие вообще внутренние резервы можно из нее выжать (hi).?

[DL2KQ]

1.  Резонансной должна быть система антенна-СУ. Если же сама антенна не резонансна это легко выбирается небольшой подстройкой СУ. Эффективность антенны как излучателя от того резонансна она или нет не зависит. А зависит от размеров и распределения тока. Хорошая, высокоэффективная антенна может иметь в принципе какой угодно входной импеданс. Резонанс это хорошо только для упрощения питания.
2.  Антенн, питаемых с конца по одному проводу не бывает. . Ток всегда протекает между чем-то и чем-то. Нагрузка для тока обязана быть двухвыводной. Резистор или  лампочка например. Антенна - не исключение. Потому GP, питаемый с конца нуждается в некоей штуке, которая примет на себя ток вертикала и тем замкнет цепь источника.
   Эта штука именуется ВЧ заземлением (ВЧЗ), и характеризуется сопротивлением. Идеальное ВЧЗ  (например поверхность идеальной же земли) имеет нулевое сопротивление и принимает в себя (без излучения!) любой ток. Реальное ВЧЗ имеет сопротивление потерь. Хорошее ВЧЗ (единицы Ом) - несколько l/4 радиалов. Плохое (сотни Ом) совсем коротенькие противовесы, оплётка кабеля, всякие случайные железяки типа ограждения крыши.
   Качество требуемого ВЧЗ зависит от Ra. Rзаземления (Rз) должно быть как минимум на порядок меньше Ra. Получается обычный резистивный делитель - мощность передатчика делится между Rз и Ra.  Если Ra низкое (l/4 GP 20...40 Ом), то тут без хорошего ВЧЗ (нескольких l/4 противовесов) ловить нечего. Напротив,  l/2 GP с его несколькими килоомами Ra совершенно спокойно может работать при безобразно плохом ВЧЗ (типа внешней стороны оплётки кабеля)  с его несколькими сотнями Ом Rз.
   По мере ухода от размера l/2  Ra падает и антенна становится более требовательной к ВЧЗ. Это не страшно, но надо иметь в виду, что в ВЧЗ будет втекать бОльший ток. Если ВЧЗ - только оплётка кабеля может возрасти уровень помех. И поделом - нечего на спичках экономить - даже пара коротеньких по полметра противовесов примет в себя ток много лучше, чем внешняя сторона оплётки коаксиала. 
   Если есть противовесы, ферритовые кольца на кабеле  крайне желательны, чтобы исключить излучение (и приём) помех оплёткой. Если их нет - то такой дроссель отрежет ВЧЗ (внешнюю сторону оплетки) от антенны. И последняя откажется работать. Её можно понять - цепь ВЧ тока окажется разорванной дросселем.
3. Если есть противовесы, то нет. Если противовесов нет, то такое заземление желательно, т.к. может сыграть роль плохих, но противовесов.

[UA6ATG]

Добрый день!
Сижу на даче. Возможности позволяют повесить только LW в 21 метр. Висит буквой "Г" "Снижение" 2 метра. Ага, делаю простейшее радиотехническое заземление. Возмутился папаша, видите ли я на его огороде провода расстилаю  Делаю тупо: параллельно снижению ставлю еще один провод (получился как бы диполь запитанный с конца двух проводкой) согласую, ставлю дроссель после СУ, работает и даже отвечают.
После прочтения книг DL2KQ Игоря знаю, что подобная конструкция будет работать достаточно эффективно если "внизу" будет большое входное сопротивление и соответственно большое напряжение. Но...как бы это грубо оценить, без сложных приборов. Неонкой?

[DL2KQ]

Неонкой вполне можно.
 А питание я бы сделал чуть по-иному. В качестве земли использовал бы какую-нибудь нержавую железяку, вбитую в землю. Там, где длина луча кратна полуволне (диапазоны 40, 20, 15 и 10 м) такой земли было бы вполне достаточно.
А на остальных (30, 17 и 12 м) добавлял бы длину до полуволны перемычками с крокодилами и дополнительными проводами параллельно снижению.
  Пример. На 18 MHz полволны это 8,27 м. Полторы волны – 24,81 м. Значит, к имеющемуся лучу 21 м надо добавить 24,81 - 21 = 3,81 м. То есть, последовательно с лучом, включить короткозамкнутый отрезок двухроводной линии 3,81/2 = 1,9 м (два дополнительных провода параллельно снижению, "крокодилы").
  Там, где добавлять надо много (на 10 МНz аж 8,6 м ) проводов придется использовать несколько, включив их змейкой.
  Конечно, при переключении диапазонов придется не только крутить СУ, но и перекидывать перемычки на проводах, но зато требования к заземлению будут минимальными.

[RA4AMJ]

Игорь,здравия! Весьма любопытен/забавен "способ питания антенны". Делаем 1 виток на кабеле и 3 (4 ?) на конце классического луча длиной 41 м. Получаем "мечту"-вседиапазонную антенну? Правда возникает вопрос:а противовес какой/куда? Весьма заманчиво провести эксперимент. Хотя бы ради любопытства...Спасибо за идею!

[DL2KQ]

"Всё уже украдено до нас" (с) 
Питание луча 41 м через повышающий широкополосный трансформатор 1:4 (1 к 16 по сопротивлению) давно и хорошо известно. На повышающем конце получается 800 Ом, а относительно этого сопротивления импедансы от 400 до 1800 Ом дают КСВ <2.
Противовес может быть единственным и довольно плохим (как, впрочем, во всех антеннах с высоким входным сопротивлением): коротким (6...7 м) в несколько метров и нерезонансным (или несколько совсем коротких, по 3... 4 м, противовесов, или просто заземление на трубу или арматуру дома). На фоне килоома полезного входного сопротивления даже сотня ом плохого противовеса погоды не сделает.
Минус такой антенны в том, что очень трудно сделать широкополосный трансформатор 50 Ом - 800 Ом с хорошей полосой. У ШПТ, к сожалению, чем больше коэффициент трансформации, тем уже полоса.
Реально при 100 ваттах, хорошем сердечнике и луче 41 м можно получить КСВ в кабеле меньше 3 на всех диапазонах от 80 до 10 м, включая WARC.

[Александр (Москва)]

Игорь приветствую! Старо-избитый вопрос: запитка полуволнового провода с краю при Р=1квт(имеется в виду, что при большой мощности вылезают все огрехи). Сделал как J-антенна через 450ом 0.25wl двхупроводку на 80м диапазон: полоса по КСВ=1.5 страшно узкая..~40кгц. Понимаю,считай три резонансных провода. Пытался пол-дня их расстроить для расширения общей полосы антенны-получить приличного расширения полосы так и не смог. По фуксу-короткий (катушка) 0.25 рез. противовес при включении кабеля напрямую в центр антенны явно даст приличную потерю в этом укороченном противовесе... Может через индуктивную связь? Как воплотить в жизнь красиво теоретически выглядящую схему питания пол-волны с конца, ток питания ведь мизерный... но "оплетка кабеля с ее ~5 амперами при 1 квт попросит четвертьволнового полноразмерного противовеса... иначе потери...
Что лучшее из известных схем питания?

[DL2KQ]

Да, с согласованием четвертьволновым шлейфом полоса узкая получается.

Лучше использовать параллельный LC-контур подключенный к антенне и плохонькому противовесу. Питающий кабель кабель подключен только к катушке связи, его оплетка соединения с землей у антенны не имеет.
Полоса будет тоже не рекордная, но килогерц 90 ... 100 на восьмидесятке выжать можно.
Минус – высокое напряжение в контуре. Поэтому нужен контурный хороший конденсатор (как на анодном конце РА) и реле переключения CW/SSB (подбрасывающее емкость) должно быть высоковольтным.

[ut5eud]

Приобрёл фирменую антену 1/2 волны которая использовалась на СиБи диапазоне. Установил на металической мачте длиной 4 метра над ж.б. крышей. Работой антены недоволен. Коллеги говорят, что мачта, это противовес и должна быть длинней. Но это уже будет не полволны, а волновая антена. А дедушка Ротхамель пишет,что полуволновая антена не нуждается в противовесах. Может её надо устанавливать через изолятор? Подскажите, где истина?

[DL2KQ]

В противовесах (ВЧЗ) нуждается любой GP. Но нуждается по-разному. Чем ниже входное сопротивление, тем в лучших противовесах (ВЧ заземлении с низкими потерями) нуждается. Четвертьволновый GP, например, с его 20...40 Ом входного требует заземления с сопротивлением ниже нескольких ом. Поэтому приходится ставить несколько резонирующих противовесов.
А если Ra высокое (например, килоомы, у полуволнового вертикала), то любая не резонансная железяка (мачта, оплетка фидера) с сопротивлением заземления в сотни ом сгодится.
Обычно полуволновую антенну все же изолируют от мачты (чтобы ток от антенны не растекался куда ему не положено, и не создавал помехи), и ставят несколько коротких (~0,5 .... 0,7м - речь о диапазоне 28 MHz) противовесов.

[UA6IGI Очир]

Игорь, здравствуйте!
В вашей статье "Питание диполя с конца" упоминается о зависимости расстояния между диполем и рамкой от частоты. Как определяется это расстояние или его максимальный размер?
И еще вопрос. Если питание будет коаксиальным кабелем, нужно ли будет два настроечных конденсатора, или можно будет обойтись одним?

[DL2KQ]

Расстояние подгоняется под 50 Ом активной части входного импеданса. Свободы в выборе этого расстояния нет никакой.
Конденсаторов надо два. При одном наводка на внешнюю сторону оплетки будет слишком большой.

[RV6HLL, Petr]

Кто подскажет – какова же оптимальная длина воздушной линии для запитки LW с конца? У меня длина полотна 40 метров, горизонтально, отступая от начала 2 метра включена катушка -длина линии 23 метра 600 ом, внизу ,в радиорубке согласующее устройство. Антенна работает от 160 до 20 метров - дальше просто согласующее не настраивается. Все хорошо но до сих пор не могу уяснить-какую длину фидера нужно делать в таком случае,с такой антенной? Может здесь длина роли не играет и тогда можно его сделать минимально коротким?

[DL2KQ]

При таком включении линия играет роль противовеса (точнее говоря, токи асимметрии линии - вторая часть антенны).
На тех диапазонах, где входное сопротивление LW высокое (3,5, 7, 14 и 28 МГц) длина линии (то бишь противовеса) совсем неважна, т.к токи противовеса маленькие.
А вот на 1,8 МГц Ваш LW имеет длину четверть волны. Т.е. низкое входное сопротивление. Втекает в него большой ток. А, следовательно, и в противовес тоже. Поэтому тут линия должна быть либо короткой и хорошо заземленной на ВЧ заземление внизу, либо длиной тоже четверть волны, если она изолирована (например, катушка связи в СУ). В любом случае на 1,8 МГц линия будет сильно излучать.

[Александр RA1TAK]

Игорь, добрый день!
 Практический вопрос по антенне http://dl2kq.de/ant/3-70.htm  Какие конденсаторы лучше использовать в СУ (напряжение)?