Рамка из куска кабеля круговой поляризации

[VR2ZQZ]

Уважаемый Игорь и коллеги

Публикация конструкции рамки из кабеля оригинальна и привлекательна.
http://dl2kq.de/ant/3-78.htm

Существует вариант запитки двух строн рамки ( горизонтальной и вертикальной ) одновременно со сдвигом фазы на 90 градусов. Считается что такой конструктив ведет к круговой поляризации хотя и с оговорками.

Любуясь вышеуказанной конструкцией рамки из кабеля возникло предположении запитать ее со сдвигом 45 градусов в двух местах и получить круговую поляризацию. Как это сделать не понятно....

Хотелось бы услышать мнения Автора и коллег для конструктивного обсуждения вопроса.

73 Игорь
VR2ZQZ 

[DL2KQ]

В принципе, скорее всего реализуемо.
Но сколь-нибудь вменяемую практически систему питания я навскидку придумать не могу (а городить отдельные цепи согласования и фазирования – то больше самой антенны будет).


Кстати.  В запасах имеется вариант простой рамки из 50-ти омного кабеля, им же согласованной на входное сопротивление 50 Ом. Надо когда-то собраться и выложить.

[VR2ZQZ]

Дорогой Игорь

Приятно что тема ожила.
Предлагаю начать  обсуждение .

1. Входное сопротивление рамки близко к 112 ом и пусть в точке питания поляризация Н.
Периметр рамки около лямбда и через расстояние в четверть лямбда по периметру  существует точка запитки рамки с входным сопротивлением близким к 112 ом что даст  поляризацию V.

2. Для получения круговой поляризации точки запитки H и V следует соединить четверть волновым отрезком кабеля с сопротивление равным входному сопротивлению рамок что примерно 112 ом. 

3. Если с точкой запитки V  более менее ясно и ее можно представить очень коротко отрезанным кабелем у точки соединения центральной жилы кабеля рамки и его оплетки то с определением второго места запитки на коаксиальном кабеле возникают вопросы.

4. Вторая точка запитки V может быть сделана путем разреза оплетки кабеля рамки на отступе в четверть лямбда от первой точки запитки Н.
Здесь не понятно можно так делать или нет? Что делать с центральной жилой?

5. После того как вторая точка V запитки определена она должна быть соединена с первой точкой запитки H четвертушкой кабеля 112 ом что дасть суммарное входное сопротивление в 56 ом. Подключение кабеля  в 56 ом к точкам V или Н даст нужное направление вращения поляризации.

6. Кабельный отрезок в четверть лямбда между точками запитки V и  H может быть заменен двумя параллельными отрезками кабеля 50 ом  включенными как бы условно-параллельно на 100 ом. При этом их физическая длина должна учитывать коэффициент укорочения  и будет менее четверти лямбда. Выберем кабель с коэффициентом укорочения 0.82

7. Возможен вариант выполнения одной четверти круглой рамки из условно-параллельного включения двух 50 ом отрезков кабеля в виде хорды окружности  или же с сохранением длины  окружности. Первый вариант возможно позволит донести запитку в нужное место но укоротит саму рамку что потребует ее удлинения каким либо способом. Второй вариант приведет к не точному сдвигу фаз на 1-0.82 = 0.18 условных процентов с чем ничего не поделаешь....

Дальнейшие шаги предлагается повременить и попробовать определить способы нахождения точек запитки  рамки V и H...
 
Хотелось бы услышать мнения .

73 Игорь
VR2ZQZ

[DL2KQ]

Всё не так просто. Начнём с того, что входные сопротивления рамки по составляющим разные. Примерно 120 и 150 Ом (см. аттач).

В одну точку это можно свести по методу  Cristman с помощью APAK-ELCH. С помощью пары отрезков кабелей примерно по 0,19 и 0,32 длины волны (электрических). Но в точке соединения будет ~20 Ом  и потребуeтся еще СУ.

В общем это непросто и многодельно. Для простой антенны смысла не вижу так напрягаться.

[VR2ZQZ]

Сопротивления  рамки 120 и 150 ом. Выберем четверть волновую воздушную линию в 135 ом и соединим ей точки питания .
Предположительно на сторонах этой линии сопротивление будет что то около  70 Ом.
В случае если это верно то антенна получилась?
Или здесь что то не так?
Линию можно сделать подлиннее кратной и изогнуть отодвинув от рамки...

[DL2KQ]

Если сделать четвертьволновую линию 135 Ом и подключить ее ко входу 150 Ом, то после трансформации она даст 120 Ом. Соединив параллельно со входом 120 Ом, получим 60 Ом входного. Работать будет если КСВ = 1,2 устраивает.

[VR2ZQZ]

Игорь я рад что все получилость просто.

Дальнейший шаг это добавить рефлектор и понизить линию до 100 и входное до 50 ом.
В приложенной модели разные  входные сопротивления. Я не понял как их считать и что будет если рамка углом вниз? И  почему они разные ?
Я теряюсь в понимании ....

Время сервера на написание коммента очень короткое и всегда приходиться его копировать и заходить еще....

[DL2KQ]

   1. Рефлектор можно. Просто рамку.
   2. Разные они,  т.к. из-за наличия фазового сдвига источники оказываются в разных условиях: у них разные соседи-источники (поменяйте местами фазы источников -  увидите). От положения рамки в пространстве это не зависит.
   3. Лимита времени на написание комментария тут нет. Во всяком случае я его не устанавливал, и никогда не видел такой настройки в сетапе форума. Есть лимит времени на то, сколько оставаться залогиненным. Но его ставит сам юзер при заходе на форум (см. аттач).

[RA6UAZ]

Между рамками ровно 1/4 лямбды, соединительный кабель 1/4 лямбды * Кук. Не дотянется даже по кратчайшему расстоянию... Наверное, получится, если только линию сделать 3/4 и согласиться с тем, что направление вращения изменится на противоположное.

[VR2ZQZ]

Игорь
Пусть рамка круглая а четверть волновая линия воздушная.
Ей как то можно соединить две точки питания  и получиться  что линия становиться частью круглой рамки?
Укорочением отрезка воздушной  линии 153 Ом можно пренебречь а длину рамки подстроить ....
Все здесь на рисунке корректно?

Про лимит - я начал писать ответ  начиная с .... цитировать....
Открылось окно я все это напечатал не спеша  и жму отправить а  в ответ  минут через 5 получаю сообщение - ваша сессия истекла.....
Теперь я копирую набранное целикои и опять отвечаю  начиная с ....цитировать....  и копирую все в  тело  письма  ....

Причина не ясна но проверить легко. Хотя это и не важно.

[VR2ZQZ]

Если питание подается в угол квадрата и расстояние между точками запитка 0.25 а  если в середину стороны  квадрата то это  0.1767 что позволяет выполнять четверть волновый отрезок с коэффициентом укорочения до 0.707.

Далее возникает предположение соединить точки питания двумя параллельными отрезками 75 ом кабеля с замкнутыми оплетками используя только центральные жилы что даст линию в 150 Ом . При  этом учесть коэфф. укорочения . Суммарное  входное сопротивление не  совсем понятно. Но прямым экспериментом предположительно манипулируя расстоянием до рефлектора можно найти оптимум КСВ. Предположительно 1.3?
Следующее предположение это выполнить квази-квадратную рамку их 50 ом кабеля с подключенной между точками питания двойной четверть волновой линии из кабеля 75 ом. Если с одной стороны подключение как бы в разрыв между центральной жилой и оплеткой кабеля 50 ом то с другой стороны наверное нужно разрезать оплетку 50 ом кабеля не трогая цент. жилу и в разрыв оплетки включить центральные жилы 75 омного отрезка.

Рефлектор антенны  можно выполнить из самого  кабеля  питания  согнув  его в  рамку  нужного периметра  и  спаять оплетки в  месте  их  пересечения сформировав рефлектор.
Что скажите?

[Алексей_В]

Добрый день, форумчане!

Пересчитал обсуждаемую 75-омную рамочную антенну (http://dl2kq.de/ant/3-78.htm) на 440 МГц и выполнил из коаксиального кабеля Rexant SAT 703B (см. прилагаемое фото).

Замер КСВ производил в центре помещения на вытянутой руке. Минимальный КСВ составил 1.5 на 427.500 МГц.

Я правильно понимаю, что сдвиг минимума КСВ с 440 МГц произошёл главным образом из-за использования переходника  SMA-->N, удлинившего согласующий отрезок почти вдвое? Или я где-то напортачил?

[DL2KQ]

Если переходник весь 50-ти омный, то это не от него.
На конце кабеля 75 Ом должны быть чистые 50 Ом и какой длины мы дальше вниз подключаем 50-ти омный кабель (или переходник) влиять не должно.

Сдвиг частоты  вниз мог произойти (по мере уменьшения вероятности, IMHO):
   1. Конструктив разъема 75 Ом (или не точный учет длины разъема) и заделка кабеля в него. Даже пара ... тройка  лишних миллиметров может утянуть частоту вниз на единицы %.
   Это одна из самых распространенных ошибок на УКВ антеннах - паразитная индуктивность в узле питания. Для прикидочной оценки полезно знать, что 1 мм проволоки имеет индуктивность ~ 1 nH. 
   Т.е., например, в данном случае кусочек 3 мм даст около +J10 Ом реактивности чего как раз хватит, чтобы резонанс системы ушел вниз мегагерц на 10.
   2. Больший (чем средний для обычных кабелей) коэффициент укорочения по внешней изоляции.
   3. Ошибка на те же единицы % во внутреннем (тот, который в паспорте) коэффициенте укорочения коаксиального кабеля.

[Алексей_В]

Здравствуйте, Игорь!
С праздниками Вас!

Коэффициент укорочения купленной бухты кабеля я перепроверял посредством антенного анализатора и обнаружил, что вместо паспортных 0.83 он составляет 0.835. Для предыдущих расчётов округлил его до 0.84

Сейчас сделал перерасчёт антенны без этого округления и (при том, что длину волны 440 МГц принял равной 0.681 м) получил разницу в полной физической длине антенны -- 4 мм (0.711 м против предыдущих 0.715 м). То есть сперва расчётная длина согласующего отрезка у меня получилась завышенной на 4 мм.

Кроме того, оплётку кабеля к "массе" разъёма я припаял слишком уж малым количеством проволочек.

Могли ли перечисленные ошибки привести к обсуждаемому сдвигу КСВ на 12 МГц?

И можно уточнить? Длина коннектора входит или НЕ входит в длину согласующего отрезка?