Гипотеза работы ЕН антенны

[R3DMO]

Это просто телепатия буквально на днях получил письмо с таким же предложением ... кстати тоже из Москвы.
Мысль интересная. Здесь важно не "переборщить", а то цилиндры (для данных частот) могут превратиться в точечный конденсатор.

Владимир, не помню в каком посте я читал или на вашем сайте..... слишком много всего высказано, но суть та, что было высказывание, чем больше ёмкость тем выше добротность а следовательно и эффективность антенны............ или если всё переложить на контур то сужение полосы пропускания! Может из за этого не стоит сильно увеличивать ёмкость!?
Тогда предлагаю резать листы в виде фрактала " салфетка серпинского " - Для увеличения широкополосности!!!!
Да, что то зацепила меня тема ЕН антенн, надо закупать оборудование для экспериментов..... А Идей тож хватает!!!!

То: UR4III
Если вы пришли к опыту с палочками на воде попробуйте такой эксперимент...... Возьмите пластиковую бутылку, коробку или любой сосуд, можно и не прозрачный. сбоку прорежте отверстие диаметром сантиметра 3. разведите там чернила или ещё какую красящую жидкость. Опустите это всё аккуратно в бассейн или чистый водоём. А теперь щёлкните по боковой стенке сосуда!!! Из отверстия выскочит колечко, как колечко дыма!!! А теперь посмотрите на сколько далеко оно пролетит!!!! Я думаю оно ударится о противоположную стенку бассейна!!!
Если рассматривать волны на поверхности воды, они имеют КОЛОССАЛЬНУЮ энергию, но они её не переносят, а вот СРЕДА как вы увидите из опыта передаёт приложенную энергию практически без потерь!!! И это физика из школьной программы....... Что вы на это скажете???

[RX3APE]

должна существовать зависимость длины антенны от подводимой к ней энергии, так как пространство «сопротивляется» его возмущению.

Уважаемый UR4III. Ваши мысли о природе взаимодействия антенны с "пространством" вполне оправданы, так как о физике этого процесса в учебниках ничего (практически) не говорится... И все это, потому что пока что господствует теория "пустого пространства" и соответственно "поля" в виде "электромагнитных волн". Не пытаясь сейчас и здесь обсуждать теорию "Эфира", тем не менее можно попробовать ответить на Ваш вопрос.
Делов том, что во всех учебниках излучение антенны связывают с ТОКОМ, протекающим по антенне! Математически, это оправдано и даже справедливо, но с точки зркния ФИЗИКИ - это "подмена", которая уводит нас от сущности и понимания процессов!
Дело в том, что воздействие антенны на "пространство" происходит вследствие наличия на ее поверхности ЗАРЯДОВ (меняющихся во времени). И это не противоречит классическим учебникам по АФУ. А отсюда очевидно, и это соответствует практическим результатам, что чем выше напряжение (потенциал) поверхности антенны, тем выше "излучение" и чем больше "размеры" (а на самом деле ЕМКОСТЬ поверхности, находящаяся под высоким потенциалом) тем тоже выше "излучение" антенны.
Это легко проиллюстрировать, например, такими примерами, как эффективность "емкостной нагрузки" (зонтика) на конце антенны или например,тем, что для короткого штыря приходится делать большую "удлинняющую катушку", которая фактически является "трансформатором", повышаюшим напряжение на коротком штыре! А напряжение на нем необходимо повышать, так как емкость его мала, следовательно, чтобы повысить "излучение" - один путь - повышать напряжение! :-).
В Обычной антенне (например четвертьаолновом штыре), под высоким потенциалом находится только 10-20% длины у вершины антенны, вот ЭТА часть антенны в основном и "излучает"! А остальные 80% служат для двух целей: 1. удалить излучающую часть от земли, 2. Трансформировать напряжение!
Вот примерно так понимали ФИЗИКУ антенн Максвелл, Герц и прочие "классики"! Поэтому Герц на конце провода, длиной 1 метр прицепил шар диаметром 30см! Потому что он понимал, что тоненький првод излучит не измеримо меньше 30 см шара!...

[UU4JGI]

Если рассматривать волны на поверхности воды, они имеют КОЛОССАЛЬНУЮ энергию, но они её не переносят,

Вы правы в том, что волна на воде имеет колоссальную энергию, но Вы не правы в том что эта энергия не переносится. В гидродинамике: волна в открытом бассейне с глубиной много больше высоты волны имеет потенциальную энергию частиц воды перемещающихся вертикально. С уменьшением глубины бассейна, частицы воды начинают двигаться эллиптически. Причем верхние частицы двигаются в направлении уменьшения глубины (берега). Нижние частицы двигаются в противоположном направлении (размывание берегов). Чем длиннее становится длинная ось эллипса, тем больше выделяется кинетическая энергия. Вспомните картину шторма и удары волн в камни. Земля дрожит и брызги летят на большую высоту. Вот и перенос энергии. Я моряк и знаю, какие беды творит удар волны в борт судна.... Приходилось участвовать в спасении такого судна и экипажа в Норвежском море.

[UA1ACO]

Доброй ночи,

Уже надо спать... но как здесь не ответить, не поучаствовать. Не сочтите за оффтопик, но мне, честное слово, приятно, что в этом форуме участвуют люди ищущие и увлеченные. Спасибо!

Вот и интересно, почему он так думает ? Имена-то у нас почти одинаковые

Tadas, ну здесь я комментировать что-то не берусь... все вопросы к Теду. Я с большим уважением к нему отношусь, но в последнее время наша переписка затихла... по известным причинам.

Встречали ли Вы, мысли и эксперименты на сей счёт?

Да, такие мысли встречал, если я правильно понял.
"…если хлыстнуть прутиком по воде, то в разные стороны побегут волны.
А если то же самое, с той же энергией, проделать с широкой дощечкой,
то волны будут намного круче."
"…сидя в лодке можно грести и тонкими палками, но веслами все же лучше…"
и т.д. (Мясоед Владимир Петрович, RN3ZM)
http://ehant.qrz.ru/theory2.htm

...чем больше ёмкость тем выше добротность а следовательно и эффективность антенны... или если всё переложить на контур то сужение полосы пропускания!

Нет, Сергей, наоборот. Чем больше емкость (длина или диаметр цилиндров) - тем полоса шире. Если интересно могу снять скриншоты при разной емкости цилиндров. Но дело не в этом. В любом случае необходимо соблюсти оптимальные соотношения, а чтобы этот "оптимум" узнать, нужна большая (просто огромная), долгая и затратная работа. Я пытаюсь... что-то получается... но все это очень долго по времени, да кроме того есть и другие интересные темы в ЕН.

И все это, потому что пока что господствует теория "пустого пространства" и соответственно "поля" в виде "электромагнитных волн".

Козьма Прутков говорил: "зри в корень"... видимо прав Вадим, но это уже относится не только к ЕН...

Спасибо.
73! Владимир UA1ACO

[R3DMO]

Вы правы в том, что волна на воде имеет колоссальную энергию, но Вы не правы в том что эта энергия не переносится................

Я всё же буду настаивать что не переносится. Ещё эксперимент:
На поверхность воды с волнами попробуйте бросить камень.......... Как пойдут круги??? Совершенно одинаково во все стороны!!!!! А Если бы волны переносили энергию, то в сторону движения волн получался бы Эллипс!!! Да и ещё, не забывайте что поверхность водоёма это ПОГРАНИЧНАЯ СРЕДА!!!! И процессы происходящие в пограничной среде будут совершенно другими нежели в однородной среде. А мы то как раз находимся в однородной!!!!!

[UU4JGI]

Я всё же буду настаивать что не переносится.

Давайте будем про электродинамику... Я знаком с гидродинамикой и электродинамикой. Но тема касается ЕН-антен, а это электротехника, электродинамика, РРВ, АФУ, уравнения Максвелла, Законы Ома в интегральной и дифференциальной форме для всех сред, Закон секанса и т.д.
Я построил ЕН-антенны. Процесс технологически трудоемкий, но можно облегчить, это я приводил выше.
При настройке и эксплуатации антенны на 28,5 МГц столкнулся с явлением внезапного рассогласования КСВ. Достаточно было изменить положение кабеля вблизи трансивера, как КСВ становился огромным, да так что в трансивере начинали хлопать реле. Пришлось выбрать положение кабеля и больше его не изменять.
Думаю это связано с ВЧ наводками от антенны на кабель.
Не зря предлагают кабель от ЕН-антенны до трансивера полностью экранировать.
Может кто сталкивался с этим явлением?
73!

[R3DMO]

Давайте будем про электродинамику...

Ну я вообще то не возражаю :-) И не собираюсь выяснять кто умнее..... Просто тема называется ГИПОТЕЗА работы ЕН антенны, вот я и хотел поделиться мыслями. Сообща всегда работа делается быстрее и решение задачи приходит быстрее :-) Надеюсь что что-то из высказанного мной хоть слегка продвинет понимание в работе этих АФУ.
73!

[UA1ACO]

Добрый вечер,

Думаю это связано с ВЧ наводками от антенны на кабель.

Юрий, совершенно верно. Я даже не знаю с чего начинать.
Я сам, как и писал уже не раз, долгое время не мог "въехать" в разницу между ЕН и обычными антеннами. Ну не привык я за всю свою жизнь, чтобы поле от антенн было такое большое Доходило до курьезов, споров и т.д. ... Сколько было потрачено сил, и все из-за того, что происходило все "не стандартно", сразу трудно привыкнуть, на себе испытал (может быть поэтому многие и бросают работу с ЕН, не поняв до конца все "зависитмости" в ЕН и говорят, что все это "фуфло").
Исходя из своего опыта, могу сказать о двух важных положениях при эксплуатации ЕН антенн:
1. Должно быть ОБЯЗАТЕЛЬНО хорошее заземление аппаратуры! Это и понятно, не буду объяснять сейчас.
2. Надо использовать кабель 1/2 длины волны или "запирающий" дроссель (ферритовые кольца и т.д., можно то и другое одновременно) на расстоянии от антенны, примерно 1-2 длины антенны (не путать с длиной волны).
Это два очень важных положения.
При плохом заземлении могут быть Очень сильные наводки на ВСЕ соединительные кабели трансивера (особенно если он находится не далеко от антенны, на микрофонные кабели, модемы, соединительные провода и т.д.). Кроме того в разных трансиверах цепи фильтрации сильно различаются, а отсюда... и т.д.
По второму пункту, здесь в форуме, я уже говорил... От кабеля питающего антенну не избавится... и естественно от антенны на него будут ВСЕГДА наводки. Пару десятков постов назад, я обещал, что попробую сделать нижний цилиндр длиннее в 2-3 раза... но еще не экспериментировал... ни времени, ни возможности сейчас нет. Но, пункт второй все равно надо соблюдать.

Успехов и удачи.
73! Владимир UA1ACO

[UU4JGI]

я обещал, что попробую сделать нижний цилиндр длиннее в 2-3 раза...

Добрый день Владимир!
Что это даст?
В плане у меня антенны на 160 м и 40 м. Могу выполнить нижние цилиндры по твоей рекомендации. Жду предложений по длине цилиндров...
73!

[UA1ACO]

Жду предложений по длине цилиндров...

Юрий, добрый день,

Это все предположения.
Со стороны антенны на кабель есть наводки, без сомнения, я писал об этом. Эти наводки создают в кабеле паразитные токи и т.д. Для исключения таких наводок, мы можем на кабель установить дроссели, например, в виде ферритовых колец и блокировать эти токи. Эти запорные элементы обычно устанавливают на кабеле, на расстоянии не ближе 1-2 длин самой ЕН антенны. НО... если мы сделаем нижний цилиндр длиннее в 2-3 раза, то питание антенны отдалится от самой антенны на 2-3 расстояния (одного цилиндра) и токи в кабеле (а он будет дальше от рабочего органа ЕН - промежутка между цилиндрами) станут намного меньше. Это конечно не исключает использования дросселей на кабеле и хорошего заземления, но, по крайней мере теоретически, упростит работу с антенной и ее настройку.
Юрий - это все теоретические предпосылки. Конечно хорошо было бы сделать ЕН антенну, у которой можно нижний цилиндр менять на стандартный и удлиненный в 2-3 раза и посмотреть разницу (по уровню поля и по стабильности работы). Конечно я записал этот экперимент в план своих дальнейших опытов, но когда это будет, сейчас сказать не берусь - времена наступили трудные.
В любом случае, удлиннение нижнего цилиндра в 2-3 раза, не должно ухудшить, на мой взгляд, характеристик ЕН антенны.

Спасибо.
73! Владимир UA1ACO

[UR4III]

Вадим (RX3APE)!
Спасибо за ответ.

Я сам, как и писал уже не раз, долгое время не мог "въехать" в разницу между ЕН и обычными антеннами. Ну не привык я за всю свою жизнь, чтобы поле от антенн было такое большое Доходило до курьезов, споров и т.д. ...

Тише едем – дальше будем!
Эквивалентная схема ЕН и диполя, запитанного посредине, одна и та же – последовательное включение L и C. Разница в том, что у диполя реактивности распределены по полотну антенны, а в ЕН они практически СОСРЕДОТОЧЕНЫ!
Емкость на коротких «плечах», индуктивность в катушке. Вследствие этого при резонансе и одной и той же подводимой мощности имеем гораздо большее напряжение на реактивностях, чем у диполя.

Существует теория, по которой величина излученной антенной энергии зависит от её дипольного момента: от количества зарядов на концах элементарного диполя и от расстояния между разно полярными зарядами, длины диполя. Чем выше дипольный момент антенны, тем больше величина излучённой энергии.

Очевидно, что самая большая плотность (количество) зарядов находится на сосредоточенной ёмкости ЕН. А расстояние между обкладками ёмкости минимально. Увеличивая расстояние (длину "плеч"), уменьшаем среднюю плотность зарядов. Но это уменьшение не обратно пропорционально увеличению расстояния. Вероятно, существует максимум излучения, обусловленный длиной диполя.
Поэтому я ещё раз задаю Вам вопрос: на чём основана методика расчётов параметров ЕН?

[UA1ACO]

Добрый день Владимир,

Существует теория, по которой величина излученной антенной энергии зависит от её дипольного момента

Спасибо за интересные мысли, тем более, что они перекликаются с практическими результатами испытания ЕН антенн.
Честно сказать, о теории дипольного момента не слышал, конечно это плохо. Но может быть так, по крупицам и обрисуется картина работы ЕН. Для серьезной работы с ЕН и внесения ясности в принципы ее работы - необходимы серьезные исследования, а не "дачные" опыты (как кто-то писал в одном из форумов) UA1ACO, которые, на мой взгляд, тоже необходимы. Радиолюбители, как это было уже не раз в истории, и сегодня впереди.
В последнее время все несколько сдвинулось с "мертвой точки" (http://ehant.qrz.ru/sfrt.htm): выделяются деньги на исследования (правда пока не у нас в СНГ), появилось несколько положительных статей в академических журналах, прошла защита диплома по ЕН, вопросы ЕН обсуждаются в различной литературе... для нас, радиолюбителей, здесь широкое поле деятельности.

Вероятно, существует максимум излучения, обусловленный длиной диполя.
Поэтому я ещё раз задаю Вам вопрос: на чём основана методика расчётов параметров ЕН?

Владимир, еще раз отвечаю (это шутка), но действительно, об этом говорили уже столько раз.
Владимир, не имея стройного теоретического обоснования работы ЕН, конечно ни о какой 100%-ой методике расчета ЕН речи быть не может. Но, предпосылки конечно есть. Есть программы расчета ЕН, результаты расчета в которых, очень хорошо коррелируются с практическими моделями ЕН. По сути, есть методика инженерного моделирования ЕН. Оптимальна она или нет, сейчас об этом говорить рано, нужен теоретический "фундамент".
А существующая методика (если ее так можно назвать) на самом деле очень проста и об этом есть материалы на сайте и в форуме.
В двух словах можно повторить:
ЕН антенна рассматривается как последовательный колебательный контур с сосредоточенной индуктивностью и "объемной" емкостью (с точностью до наоборот как в "Magnetic Loop"). Исходя из этого и производится расчет. Геометрия ЕН не связана с длиной используемой волны, а лишь ограничена рамками (вилкой) со средним значением 1/30 - 1/40 длины волны.
Уменьшая длину ЕН от этих значений, мы теряем связь с окружающим пространством (емкость цилиндров становится "точечной", сосредоточенной), к тому же в антенне начинают развиваться просто огромные напряжения и реализовать конструкцию ЕН антенны становится затруднительно. Тому примеры и радиовещательные антенны Теда в Сан-сальвадоре, где было трудно избавится от коронного разряда при мощности в 2 КВт и даже "дачный" (очень понравилось мне это слово, хотя дачи у меня нет) эксперимент UA1ACO с ЕН антенной на 137 КГц ( http://ehant.qrz.ru/exp_eh36.htm ) при мощности всего в 40-50 ватт!
Если мы начинаем увеличивать длину цилиндров, от указанных ранее средних значений, то появляется индуктивность цилиндров и эта паразитная индуктивность препятствует "нормальной" работе емкости между цилиндрами (вносится в эту емкость) и при дальнейшем увеличении длины цилиндров, ЕН превращается в укороченный диполь с вытекающими отсюда следствиями: ухудшением эффективности, ухудшением диаграммы направленности, приближающейся к диаграмме диполя и т.д. Здесь проявляется очень необычный эффект. Казалось бы увеличьте длину ЕН и она станет работать эффективнее, но НЕТ, все происходит как раз наоборот. У кого руки на месте, в этом могут сами легко убедиться, сделав несколько разных по длине ЕН (на одну и ту же частоту) и сравнив их по эффективности (по уровню поля в дальней зоне), как например на рисунке, уже упоминавшемся мной в форуме: http://forum.qrz.ru/attachment.php?a...1&d=1266260176
Вот, по сути, и вся "методика". Самое главное, что инженерные расчеты ЕН по этой "методике" совпадают с практикой!

О настройке ЕН антенны я сейчас специально не упоминаю - это уже другой разговор и, кстати, более сложный и долгий. Выше только "методика расчётов параметров ЕН", как вы спрашивали.

Спасибо Владимир.
73! Владимир UA1ACO

[UU4JGI]

ЕН антенна рассматривается как последовательный колебательный контур с сосредоточенной индуктивностью и "объемной" емкостью (с точностью до наоборот как в "Magnetic Loop")

Владимир добрый день!
Такая мысль.
1. ЕН-антенна - не резонансный преобразователь электрической энергии в электромагнитную. Согласитесь, что настройка системы в резонанс нужна только для повышения кпд. ЕН не настроенная в резонанс, но согласованная с линией передачи так же излучает электромагнитную энергию.
Основным условием ЕН является формирование Е и Н векторов в фазе, что и достигается соответствующим расположением катушек и обкладок конденсатора.
Основным элементом, можно рассматривать катушку, в которой протекает ток перезаряда конденсатора.
Катушка должна создать максимально возможное магнитное поле, а значит должна иметь минимальные потери для токов ВЧ.
Это всем понятно...
2. ЕН-антенна - колебательный контур. Иначе не будет происходить перезаряд конденсатора.
Именно сначала 1, а потом 2.
Давайте отойдем от термина АНТЕННА. Это нечто новое, а АНТЕННОЙ называется по инерции мышления. Ну, другого не придумано!
Правительства выделяют большие деньги на изучение явления НЛО (UFO). Но никто не называет их самолетом или летающей подводной лодкой. Не понятен принцип физического взаимодействия НЛО с окружающим пространством.
ЕН-антенна дана нам в ощущениях. Опять антенна... Начну называть просто ЕН.
Эту конструкцию уже исследуют и практически применяют.
Думаю если уйти от названия АНТЕННА, будет выбита почва у скептиков и критиков.
Они то критикуют и игнорируют АНТЕННУ! Они пытаются эту конструкцию рассчитать в программах, основанных на колебательном процессе, а тут совсем другое!
У нас сегодня 35С в тени!!! Я не перегрелся, просто мысли в слух.
73!

[RX3APE]

Давайте отойдем от термина АНТЕННА. Это нечто новое, а АНТЕННОЙ называется по инерции мышления.

Уважаемый UU4JGI !
Ваше предложение не поможет... Да и понятие "антенна" обозначает не конкуретную конструкцию или физические процессы, а ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ назначение - излучать или наоборот "принимать" что-либо, это не только радиоволны, но и ультразвук, тепло и т.д.!
А критиков ЕН сильно раздражают 2 вещи:
1. Что ЕН-антенна работает ВОПРЕКИ существующим учебникам, по которым они учились.
2. Что если признать, что ЕН-антенна, действительно работает, то прийдется пересматривать всю теорию "классических антенн" и признавать свою неправоту! :-))).
Что касается Ваших мыслей о "синтезе ЭМ поля индуктивностью и емкостью, то эксперименты Владимира с плоской антенной показывают, что эта гипотеза не соответствует действительности...
73! Вадим.

[ER1CS]

если уйти от названия АНТЕННА, будет выбита почва у скептиков и критиков.

Однозначно да! А ещё лучше перейти с ней из технических тем в теологию. Самое то получится.