Автор Тема: Оцинкованный трос в качестве антенны на КВ диапазоны.  (Прочитано 5223 раз)

Оффлайн Ланцев Сергей

  • ***
  • Сообщений: 32
  • Репутация: 0
    • Просмотр профиля
Прошу обоснованного совета.

Механическая прочность антенны в пролетах между домами, над стоянками автомобилей и пешеходными зонами — это не только головная боль радиолюбителя, но и его ответственность.
Программа MMANA показывает не большую разницу между цинком и медью. Но, черт возьми — пресловутый скин эффект.
На частоте 1,8 проникновение тока уже 91 микрон. Покрытие цинка гораздо меньше. Ток течет по железу?
Это раз.
Как влияет то, что полотно антенны, по сути, выполнено в виде канатика из оцинкованных проволок? Ухудшает ли или улучшает это свойства антенны?
Это два.
Механическую прочность антенн в пролетах до 110 метров из тросика ЛК-О диаметром 2,9 мм при самых наихудших условиях (гололед и ветер с вероятностью 1 раз в 15 лет для моего района я рассчитал (это-то мы могем) и остался доволен, как прочностью самой антенны, так и элементов точек крепления и конструкций зданий. А вот КПД антенны, при таком исполнении, для меня пока загадка.
Прошу совет или ссылку на алгоритм рассчетов. Желательно, что бы математика была попроще.
« Последнее редактирование: 27 Июнь 2020, 10:25:52 от Ланцев Сергей »

Оффлайн RT1A

  • ***
  • Сообщений: 20
  • Репутация: 0
    • Просмотр профиля
Здравствуйте. Для сведения - относительно эксплуатационных качеств - у меня подобный тросик проржавел за 1 год (в СПб) - видимо был китайского производства - брал в "Метизах".

Оффлайн Ланцев Сергей

  • ***
  • Сообщений: 32
  • Репутация: 0
    • Просмотр профиля
 RT1A
Здравствуйте. Для сведения - относительно эксплуатационных качеств - у меня подобный тросик проржавел за 1 год (в СПб) - видимо был китайского производства - брал в "Метизах".
Здравствуйте.
Возникли вопросы.
Фамилия троса?
Как проржавел? По всей длине? Местами? В точках крепления? Имелся ли контакт с другими металлами (медь, железо)?
Вообще-то мы устанавливаем тросы DIN 3055 (ГОСТ 3069-80) на растяжки мачт уже лет 20. Пока вроде стоят и не ржавеют. Только темнеют. Но по ним не протекает ток...
А, да. У вас же приморский климат...

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1608
  • Репутация: 176
    • Просмотр профиля
На частоте 1,8 проникновение тока уже 91 микрон. Покрытие цинка гораздо меньше. Ток течет по железу?
  Да. С соответствующими потерями. Реальный результат в эфире весьма огорчителен. Плохо оно работает. Очень плохо.  Но зато (из-за тех же потерь) улучшается КСВ и снижается реактивность.
   На последнем "живет" выпускаемая антенна многодиапазонная FD-4, которая действительно имеет терпимое согласование в нескольких диапазонах.Но работает она так, что те кто ее пробовал зовут ее  Abschleppseil (нем. буксировочный трос). Ибо на большее, чем буксировать авто она не годна.

Цитировать
в виде канатика из оцинкованных проволок? Ухудшает ли или улучшает это свойства антенны?
Улучшает, но совсем чуть-чуть. Несущественно. Что-то заметное было бы если б жилки были изолированы (типа литцендрата).

Оффлайн Ланцев Сергей

  • ***
  • Сообщений: 32
  • Репутация: 0
    • Просмотр профиля
Спасибо за ответ. Но... досадно, даже обидно. Я уже связал развернутый "цеппелин" на 7 МГц конструкции RJ3FF.
Оцинковнный тросик... доступность, прочность, удобство в работе. Попробывали бы вы связать антенну с симметричной линией из биметалла диаметром 3 мм сидя за компьютерным столиком...
Досадно. Теперь пропала мотивация вешать. А так все хорошо начиналось...

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1608
  • Репутация: 176
    • Просмотр профиля
Было бы хуже потратить время на ее развешивание и последующий демонтаж (или, как вариант, разочарование - DX не слышу, меня мало кто не слышит).

IMHO, если под антенной нет токонесущих линий, то оптимальный вариант по соотношению качество\цена это распустить провод 2 х2,5 мм (не многожильный),полностью очистив его от изоляции. Если его грамотно развесить, несколько лет точно продержится.

Если же токонесущие провода есть, то нерасплетенная полевка ( оба провода запараллелить и использовать как одну жилу, меди в ней немного есть, изоляция лет 10 продержится) или сталемедная биметаллическая проволока диаметром 3 мм (но, да,  тяжело во всех смыслах).

Оффлайн Ланцев Сергей

  • ***
  • Сообщений: 32
  • Репутация: 0
    • Просмотр профиля
Дело в том, что я начал свои изыскания с определения долговременной и безусловной прочности антенны и точек крепления. Сегодня я еще могу прыгать по крышам, а что будет через 5 лет — х.з.
К тому же, все мои упражнения на крыше я легимитизирую через ЖКХ и МЧС. Никакой нелегальщины не может быть. Мне не надо, что бы меня гоняли как шкодливого кота. Следовательно я должен предоставить расчеты механической прочности, и прочее в управляющую компанию. Но и я должен быть уверен в том, что по прошествию 5-10-15 лет антенны не оборвутся.
При моих пролетах от 50 до 110 метров (я намерен повесить по антенне с питанием с конца, что бы фидера не болтались над двором, на каждый диапазон) такие материалы как медный провод или полевка даже не рассматриваются. Они хороши для работы дробь поле, но никак не в городе. То, что они у кого-то не оборвались, так это просто повезло (утверждаю, как инженер).
Провел расчеты всех предполагаемых антенн. Минимальный диаметр биметалла (на пролет 50 м) я могу себе позволить 2-2,5 мм. Дальше больше. Дело в том, что по климатическому районированию (3 ветровой район и 3 район по гололеду) есть вероятность появление гололеда с толщиной стенки до 15 мм и при 25% ветре от максимального для данной местности. А это уже тяжения в антенне на гране фола. Полевка даже близко не выдержит. Изолятор весом 40 грамм с высоты 30 метров по темечку бабушке не есть гут. Провод по крыше джипа за 5 миллионов напрочь отобъет желание заниматься радио. Из ваших ответов я понял, что к сожалению чудес не бывает (а так хотелось сказки) и придется раскошеливаться на биметалл. Н-да...

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1608
  • Репутация: 176
    • Просмотр профиля
В таких условиях (один раз и навсегда, пролет > 100 м, бабушки и провода внизу) – только биметалл (4 мм, думаю, хватит).
 А вот со схемой и питанием такой антенны будет много сложностей и расходов.
Питать ее в середине как диполь открытой линией хорошо электрически. Но очень плохо механически - вес линии питания в середине пролета не лучшая идея. Особенно если учесть болтанку линии под ветром (не натянутая свободно висящая линия высоковероятно перехлестнется).

  Конечно, тут надо смотреть ситуацию и проектировать индивидуально, но IMHO я бы поставил на "веревку" длиной 80...82 м.
   Один конец её  завести на свою крышу (на возвышенность, типа лифтовой шахты)  и там поставить большой ящик с кучей хороших реле - диапазонных СУ (по выходу СУ керамика, по входу можно простые 220V\10A).
  Потребуется также ВЧ заземление на крыше (можно довольно плохое, т.к. на НЧ диапазонах размер близок к  четному числу полуволн) из нескольких проводов минимум по несколько метров.
  Да, дорого и  многодельно. И помехи на прием будет от дома собирать намного больше, чем симметричный диполь. Но механически правильно натянутый цельный биметалл 4-ка  между домами стоит многими десятилетиями (в советские годы им велась радиотрансляция между домами).

Антенна – искусство компромиссов....

PS. А если обвить стальной тросик медным проводом диаметром ~1 мм?   

   

Оффлайн Ланцев Сергей

  • ***
  • Сообщений: 32
  • Репутация: 0
    • Просмотр профиля
Я планирую повесить антенны на каждый диапазон конструкции RJ3FF. (см картинку и файл). Запорный дроссельна в каждой антенне расположен в точке питания. Точка питания вынесена в пролет на 3-5 м от дома (это тоже нагрузка на антенну). Вид запорного дросселя на фото ранее (катушка из кабеля 8D-FB диаметром 130 мм на текстолитовом каркасе). Коаксиальные кабеля вывести в лифтовую надстройку и там установить коммутатор. Один общий фидер 35-40 м на 2 этаж вдоль стены и ввести в квартиру  через стену. В жгуте с кабелем две или три витые пары 2х4 для наружного применения для управлением кммутатром. Отдельный вопрос по молниезащите и заземлению (щас прорабатываю). А вот по ВЧ заземлению мне пока не понятен сам термин. Не дорос видимо еще.
Вообщем упражнений на 2-3 года. Меня долгое время не было на КВ (ex UA4CRV), сейчас вышел на пенсию и вернулся. До этого занимался проектированием и строительством радиообъектов, в т.ч сотовой связью. Решил так. Ежели строил для других, то почему не построить для себя? Как учили. Или хотя бы похоже. Вообщем, развлекаюсь.

Оффлайн Ланцев Сергей

  • ***
  • Сообщений: 32
  • Репутация: 0
    • Просмотр профиля
Кстати, вопрос о медном проводе вдоль тросика... интересная идейка. А какой минимальный диаметр? А если электрическим проводом типа ПВ, например 0,75 мм2? Нужно ли учитывать будет Кукорочения от изоляции?
Что скажите на это?

Оффлайн Ланцев Сергей

  • ***
  • Сообщений: 32
  • Репутация: 0
    • Просмотр профиля
К сожлению наверное — нет. Цинк и медь вещи не совместимые, а изоляция осыпется рано или поздно. Гальванопара не избежна. Н-да...

Оффлайн Ланцев Сергей

  • ***
  • Сообщений: 32
  • Репутация: 0
    • Просмотр профиля
А что скажете про алюминий вокруг оцинкованного тросика. Вроде цинк и алюминий совместимы. Какова будет эффективность?

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1608
  • Репутация: 176
    • Просмотр профиля
Я планирую повесить антенны на каждый диапазон конструкции RJ3FF. (см картинку и файл).
Электрически-то антенна хорошая. Умное согласование в широкой полосе.
 Но при Ваших требованиях ("один раз и навсегда") вывешивать над двором узел с конденсаторами  я бы не рискнул (даже при хорошем покрытии этого узла лет через 10 на улице потребуется какой-то уход).
И отдельная антенна на каждый диапазон? 9 антенн? Не расточительно ли во всех смыслах?

Я бы (как писал выше) посмотрел в сторону луча длиной ~81 м, который концом доходит до  лифтовой будки и там бы расположил либо релейно коммутируемые СУ на каждый диапазон, либо автотюнер.
ВЧ заземление, конечно потребуется, но в силу высокого импеданса луча на 160, 80 и 40 м оно может быть плохоньким (несколько проводов длиной 10...15 м веером по крыше), а на остальных диапазонах это будет уже приличное заземление в силу размеров.

Кстати, почти на такую антенну (только чуть короче 78 м, больше не помещалось) идущую наклонно  с 16 этажа на соседний электрический столб (угол наклона ~30 гр) клуб DK0PM за 5 лет сделал > 200 стран на 160 м и > 250 на 80 м (РА на 2хGU74B). Правда приемная антенна НЧ диапазонов у них отдельная

Как себя будет электрически вести алюминий, обвитый вокруг стали не знаю. Но наличие в ВЧ магнитном поле мстали КПД явно не украсит, т.к. магнитное поле "любит" концентрироваться внутри материалов с mu > 1, а в данном случае магнитный материал (сталь) с большими омическими потерями. С другой стороны, ВЧ ток течет по пути наименьшего полного импеданса. Т.е. не только сопротивления, но и погонной индуктивности. И может случиться, что намотанный спиралью тонкий алюминиевый провод может иметь бОльшую индуктивность, чем толстый прямой стальной трос (электрически все жилы троса соединены ведь).

Вообще, поведение материалов в ВЧ магнитном поле – тема сложная и интересная. Это и скин-эффект, и эффект близости, и экранирование, и работа грунта в качестве ВЧ заземления GP, и отражение от слоев ионосферы, и MUF (МПЧ). Надо как-нибудь преодолеть лень и написать популярную статью про это. А то результаты все более-менее знают, но почему так происходит - мало кто....

Оффлайн Ланцев Сергей

  • ***
  • Сообщений: 32
  • Репутация: 0
    • Просмотр профиля
Здравствуйте, Игорь Викторович.
В радиолюбительстве много всяких нишь и направлений. На сегодня меня интересуют антенны питаемые с конца. Есть желание в них поподробнее разобраться, на сколько позволят мои мозги.
Если с механическими расчетами вроде справился (В интернете нет калькуляторов для расчета гибких нитей. Вернее есть, для энергетиков и  они ограничены определенным типом проводов. Или программы типа Лира или СКАД. Но осваивать их было лень. Может чуть позже. Для мачт. Пришлось составлять экселевскую табличку, которая считает все или почти все для антенн вытянутых в линию. Вот туда я загоняю данные полевки и вижу, что она прекрасно висит себе, висит... до часа Х. Когда начинает дуть всякий ветер или она покрывается гололедом. (такое случается и нормы это предусматривают, да и полевка не для этого, а для войны. А там герои-связисты ее обслуживают.). Отсюда и моя бредовая идея испоьзовать оцинкованный канатик.
Не смотря на ваши замечания о КПД такой антенны (с которыми я вынужден полностью согласиться) я все же решил ее повесить. Во-первых — она уже есть. Во-вторых — пусть повесит пока я не разбогатею на биметалл. В третьих — потренируюсь в настройке подобных атенн. В четвертых — попытаюсь отрабтать такелаж, который позволит мне в одиночку вешать и настраивать такие антенны (у этой антенны три органа натройке и все в пролете, а я не Карлсон). Чудес, естествеено, я от нее ждать не буду. Вопрос который меня волнуе: Владимир (RJ3FF) рекомендует производить измерения антенны в точке питания, а у меня точка питания вынесена в пролет и после нее запорный дроссель и кабель. На сколько корректны будут измерения на конце кабеля? И будут ли они похожи на то, что нарисовала MMANA? Прибор для измерения — OSA-103m и ноутбук.
Далее. Ваши замечания о длинном луче заставили меня задуматься на эту тему. Что меня смущает, так это качество приема. Это раз. И второе: наверное, так кажется, чем выше диапазон, тем более ярко будет выражена направленность антенны? Или я ошибаюсь? Лепесток у меня тогда может потянуться на север, а там чё делать? Ну, это домыслы. В любом случааи, я уже задумался о луче.
И последнее. Знакомы ли вы с таким типом антенн, как "веревочка". Ее мне предложил тоже Владимир. Мне показалосьь, что она очень пхожа на "волновай канал". Он утверждает, что это антенна бегущей волны (хотя ВК тоже антенна бегущей волны. Hi-Hi). И хотя она требует места и является направленной, но на ВЧ диапазоны??? Что скажете о этой антенне?
Если будет время посмотреть.

Оффлайн Ланцев Сергей

  • ***
  • Сообщений: 32
  • Репутация: 0
    • Просмотр профиля
Вот еще файлы.