Гипотеза работы ЕН антенны

[UA1ACO]

Добрый день,

Применить симметричное питание ЕН антенны

Аркадий, спасибо за ваш пост. Действительно много полезного.
В свое время я пробовал различные схемы питания ЕН антенны и несколько месяцев назад в форуме о них говорили. В конце поста фотографии различных схем согласования, опробованных в прошлом году. С использованием всех этих схем, удалось поработать в эфире, сравнить, но к сожалению, инструментальные измерения в поле не проводились, поэтому об этих опытах и нет статьи на сайте.
Что касается симметричного питания с "балуном", идея интересная и я приведу ссылку японского инженера, радиолюбителя JA1CTB где он затрагивает это вопрос. Статья на сайте официально не опубликована, тем не менее, думаю, будет интересна тем, кто занимается ЕН антеннами http://ehant.qrz.ru/ja1ctb/ja1ctb.htm .
Что касается заземления аппаратуры, то здесь надо четко представлять, что ЕН антенна - ёмкостная и все перемещения самой антенны, кабеля, изменения расположения рядом находящихся предметов, влияют на настройку ЕН антенны, от этого никуда не уйти - принцип работы антенны такой. К этому мы не привыкли, работая со стандартными антеннами, хотя и там влияние окружения сказывается, но как бы в меньшей степени, пропорционально размерам полноразмерных антенн.
Универсальность ЕН антенны проявляется в том, что мы можем согласовать ее практически с любой линией питания и в плане волнового сопротивления и в плане симметрии, без каких либо затрат или принципиального изменения конструкции.
Я не хочу навязывать своего мнения. Эксперимент может окончательно прояснить вопрос. То что я проделал один-два раза - это еще не результат и его надо подтверждать. При экспериментах, надо учитывать, что есть не только цилиндрические ЕН, но и плоские.
Конечно важно ставить эксперименты грамотно, чтобы не получилось как в нижеупомянутой статье: http://ehant.qrz.ru/statiya/st.htm где все свалено в одну кучу и нет понимания, что такое ЕН.

Спасибо. Удачи!
73! Владимир UA1ACO

[R3DMO]

С использованием всех этих схем, удалось поработать в эфире, сравнить, но к сожалению, инструментальные измерения в поле не проводились, поэтому об этих опытах и нет статьи на сайте.

Владимир, а вот интересно, при индуктивной связи пробовали ли вы менять местоположение катушками? Ведь когда катушка связи будет посередине, это будет несколько отличаться от того когда катушка будет с какого либо края.....

[UA1ACO]

Ведь когда катушка связи будет посередине, это будет несколько отличаться от того когда катушка будет с какого либо края.....

Сергей (см. рис. в конце), а что должно измениться, кроме паразитных емкостей и наводок со стороны антенны на катушку связи? Без сомнения, изменятся реактивности пересчитанные ко входу. Но будет ли тогда легче скомпенсировать их и получить разность фаз в 90 градусов на концах катушки настройки? про КСВ я не говорю, достичь КСВ=1 не проблема в любой антенне. Безусловно, я пробовал передвигать катушку связи по катушке настройке (на фото в предыдущем посте видно, что она намотана на подвижной шпульке). Я не зря сказал, что не хочу навязывать свое мнение. Эксперимент - дело тонкое. Конечно надо пробовать и не один раз. Единственное что могу сказать определенно, полоса пропускания с индуктивной связью у меня получилась в несколько раз меньше, чем с автотрансформаторной (кстати, не у меня одного, такие опыты проводили и другие мои корреспонденты), думаю, что такой результат - влияние празитных емкостей. Тем не менее пробовать конечно надо.

Спасибо.
73! Владимир UA1ACO

[UA4HJI]

Конечно важно ставить эксперименты грамотно, чтобы не получилось как в нижеупомянутой статье: http://ehant.qrz.ru/statiya/st.htm где все свалено в одну кучу и нет понимания, что такое ЕН.

Подтверждаю Владимир Ваши выводы о статье В.К. Федорова из Липецка, написанную в "научном" стиле в украинском журнале "Радiоаматор" №11 2007г. (ссылки на литературу есть, а списка самой литературы нет!) Могу только добавить про CFA антенну - тоже свалено всё в кучу, выдумал "полноразмерную" CFA, когда наименование CFA, как и ЕН может быть дано лишь антеннам с максимальной геометрией менее 10% от лямбды! И всё по верхушкам - незнание подробностей темы!... Проф. Хатли, который якобы проиграл бой, наш собрат радиолюбитель Maurice Clifford Hately GM3HAT, в 11 издании Ротхаммеля есть краткое описание одной из антенн (дипольных) его конструкции (см. К.Ротхаммель т.1 стр. 142). И университет Robert Gordon's Institute of Technology, Aberdeen, UK (с 1992 г. – Robert Gordon University) http://www.rgu.ac.uk/, я думаю будет посильнее любых отечественных. А в 1986-89 годах он с его аспирантом (а не студентом, как в статье Фёдорова) Fathi Mohammed Kabbary и выдвинули концепцию CFA. С 90-х годов практическое внедрение CFA проводит в жизнь в основном один Kabbary с организованной им компанией "KAT Company" http://www.crossedfieldantenna.com/. И практических антенн CFA для радиовещания построено в мире уже достаточно: Италия, Япония, Китай, Англия, Египет и возможно ещё где-то. Да пока научного признания (вообще ОЧЕНЬ странно! 25 лет прошло) эти антенны не получили, то ли из-за сложности настройки, то ли из-за косности научного мира, но почитайте отчёты на сайте Kabbary, последний 2009-10г. делала независимая фирма и результаты измерения поля от CFA не хуже чем от вертикальных полноразмерных антенн во всех зонах!

Ещё добавлю, что Тед Харт W5QJR на первых порах "работал в связке" с Хатли и Каббари, кажется были совместные публикации. И только когда он кардинально переработал схему CFA и запатентовал ЕН антенну их пути разошлись.

Согласен, теория пока хромает, отсюда и прилипали к "невиданным" CFA и ЕН антеннам на первых порах раличные торсионщики, и др. теоретики-UFO. Надо исправлять ситуацию. Недавно опубликована в одном академическом журнале серьёзная статья по этим антеннам. Чуть позже я выложу её здесь, а пока хочу предложить вариант анализа работы ЕН антенны. Ещё с первых статей Харта ЕН рассматривалась как последовательный контур с излучающими пластинами-цилиндрами, образующими открытый конденсатор. Это всё так, но если посмотреть на ЕН антенну со стороны передатчика-генератора, тогда можно интерпретировать ЕН, как открытый параллельный контур, к части витков настроечной катушки которого подключён генератор с внутренним сопротивлением (либо волновое сопротивление фидера). Тогда получаем радиотехническую схему параллельного контура II вида, анализируя которую можно найти искомые частоты и уточнить методику настройки.

[DL1PBD]

К стати о музыке. В приведенной на картинке цитате из статьи RX3APE содержится совершенно неверная информация. В действительности абсолютно все программы для расчета антенн и эл.магнитных полей, основанные на MOM, FEM, FTDT, TLM и т.д., в том числе NEC и MININEC(используется в MMANA), большую часть времени убивают на расчет токов смещения. В этом легко убедиться разобравшись, например, с достаточно простым кодом MININEC3.BAS (для скорости можно начать с позиции с комментарием "FACTOR MATRIX", сам код легко найти в интернете), NEC2 или любым другим свободным кодом, который можно найти в интернете задав в поисковике:
MOM electromagnetic
FEM electromagnetic
FTDT electromagnetic
TLM electromagnetic
Boundary method electromagnetic

[R3DMO]

а что должно измениться, кроме паразитных емкостей и наводок со стороны антенны на катушку связи? Без сомнения, изменятся реактивности пересчитанные ко входу

Владимир, если менять положение катушки, МНЕ КАЖЕТСЯ, будет меняться...... как бы выразиться, приведённое включение в основную катушку.... Чтоб понятнее, ну допустим она скраю, - равносильно включению оплётки кабеля к одному концу катушки, а жилы к части витков. Передвигаем всередину,- подключение оплётки происходит уже к части витков, а жилы пропорционально сдвигается, не изменяя коэффициент включения. Я это к вопросу о симметрировании! Может я и ошибаюсь....
Сегодня проведу эксперимент по выворачиванию первоначальной конструкции наизнанку. Если интересно - отпишусь!

[RX3APE]

В этом легко убедиться разобравшись, например, с достаточно простым кодом MININEC3.BAS

Уважаемый Александр! (DL1PBD)

Я понимаю Вашу реакцию на мою статью с обзором "нетрадиционных антенн", написанную в 2002-2003гг.! В ней я выразил СВОЕ личное мнение по поводу корректности расчетов антенн, имеющих размеры много меньше длины волны и имеющие большую площадь (я их условно называю "емкостные") с помощью программ типа MMANA. Данная цитата имела целью не усомниться в полезности или возможности расчета антенн с помощью таких программ, а обратить внимание на то, что результаты расчетов для такого типа антенн не соответствуют ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО полученным замерам параметров.
Скорее всего это связано с определенными ОГРАНИЧЕНИЯМИ, которые имеются в любых формулах, в том числе и тех, на которых базируется программа NEC и ММАNA.
На сколько я понимаю, Вы участвовали в "русификации" и доработке интерфейса программы ММANA... Возможно, даже Вы знаете ее ядро (хотя я не уверен в этом) и сможете нас просветить, приведя исходные формулы расчета антенн, на которых базируется ядро этой программы. Только не посылайте, пожалуйста нас САМИХ разбираться с "простыми кодами" - любые коды описывают исходные формулы, а если Вы их не знаете, то и обсуждать не чего...
Также было бы конструктивным аргументом, если бы Вы смогли привести нам расчеты ЕН - антенны, но не "упрощая" ее путем замены системой проводов! Расчитываться должна СПЛОШНАЯ поверхгность, а не сетка! Это ПРИНЦИПИАЛЬНЫЙ момент.
Также считаю не конструктивным утверждение, что любые эксперементальные данные , не совпадающие с результатами расчета ММАNA - не верны!
Уважаемый Александр! Еще раз подчеркиваю, что не хотелось бы переходить к обсуждению программ MMANA и ей подобных, в необходимости и полезности которых никто и я тоже не сомневается.

С уважением, Вадим.

[UA1ACO]

Доброй ночи,

К стати о музыке

Дейставительно, Александр, было бы очень интересно узнать ваше мнение, почему, теоретические расчеты ЕН антенн в программе MMANA, например, не совпадают с практическим тестированием этих антенн, проведенных не один десяток раз в разных странах десятками радиолюбителей. Естественно, надуманные объяснения типа излучение кабелем и т.д. стали уже анекдотом. По существу, есть какое-то мнение?
Мне еще не понятно многое из теории и практики ЕН: http://ehant.qrz.ru/exp_eh30.htm , почему такая разница между теорией классических антенн и практикой измерения параметров ЕН? Может быть Белоцерковский, Айзенберг, Драбкин, Слюссар и т.д. пользовались другими классическими формулами, чем используемые в программе MMANA? (естественно, я не знаю алгоритмов работы MMANA и доверяю вам).
Поймите правильно, я не ёрничаю, действительно интересно.

Я это к вопросу о симметрировании!

Сергей, я пробовал питать ЕН симметричной линией 300 Ом, через симметричный выход MFJ-941Е как в посте # 1186 рис.3 там нет оплеток...

Спасибо.
73! Владимир UA1ACO

[UU4JGI]

почему такая разница между теорией классических антенн и практикой измерения параметров ЕН?

Владимир доброе утро!
Я Вам написал ночью на почту. Указал ссылку. Может что и станет понятно.
Поехал в Феодосию праздновать свой праздник.
73!

[UA4HJI]

Как обещал выкладываю статью (возможно первую) из российского научного журнала с предлагаемым принципом работы "Малогабаритной резонансной антенны" или С-антенны. Она является аналогом ЕН антенны, приглашаю к обсуждению.

[RX3APE]

Аркадий!

Спасибо за интересную публикацию! На самом деле она не первая в России (за рубежом тем более! :-), хотя до нее было 2 или 3 статьи, но они были достаточно противоречивы и "компилятивны"... (к сожалению, сейчас не помню точно в каких изданиях...).
На мой взгляд эта статья написана достаточно доходчиво и вместе с тем на достаточном научном уровне. И что наиболее радует, что чисто теоретические выкладки на 99% совпадает с практическим результатами многолетней деятельности Владимира! А также то, что описание физики работы "емкостных антенн" в данной статье (кстати, этот термин, применительно к таким антеннам, впервые использовал я в публикациях в журнале "Радиомир КВ-УКВ" в 2002-2003гг. :-)), полностью совпадает с моим...
Кстати, издание вполне научное и солидное! Я посмотрел Редколлегию, там достаточно известных и авторитетных людей с учеными степенями, некоторых из которых знаю лично еще по учебе в Куйбышеве (Самаре).
Надеюсь, что действительно, эта статья может стать "переломным моментом" в отношении к ЕН - антеннам, а также, что в понимании физических процессов работы антенн вообще также произойдет (правда не так быстро) сдвиг в положительную сторону и теория АФУ выйдет из "застоя"...
С уважением, Вадим.

[UA1ACO]

приглашаю к обсуждению.

Аркадий, доброй ночи,

Я присоединяюсь к мнению Вадима (RX3APE) - спасибо за ссылку. Эта статья интересна и полезна тем, что в ней, наряду с экскурсом в историю и теоретическим обоснованием работы емкостных антенн, приведены и практические результаты экспериментов, которые совпадают с теми, которые я проводил на протяжении нескольких лет (и до сих пор этим занимаюсь). С другой стороны, для тех людей которые априори знают, что емкостные антенны работают плохо (так учили), ни эта статья, ни какие другие, не будут доказательством их эффективной работоспособности (ведь они сами их не делают, заранее зная отрицательный результат). Я к этому отношусь с пониманием мы все люди разные.
Статья, на мой взгляд, написана грамотно и главное ЧЕСТНО, за что большое спасибо авторам!
А вам, Аркадий, отдельное спасибо, что вы дали возможность ознакомиться со статьей всем радиолюбителям.

С уважением, Владимир UA1ACO

[LY1CE]

Как обещал выкладываю статью (возможно первую) из российского научного журнала с предлагаемым принципом работы

Для того чтобы углубиться в математические выкладки, приведенные в статье конечно надо приложить усилия и иметь достаточную подготовку.
В условиях нынешней жары это трудновато
Но меня насторожили исходные предпосылки.
Читаем раздел "Принцип действия МРА", смотрим на рис. 3.

...за возбуждение Е-составляющей ЭМИ "отвечает" ток проводимости I2, протекающий по цилиндру S2 длиной L2...

Но позвольте, при дилне цилиндра (1 ... 5)% от лямбда, этот ток будет исчезающе мал, как же можно на него основываться в дальнейших выкладках ?

Далее - на стр. 62 (по журнальной нумерации) читаем:

...Если считать, что r << Rsigma...

А на каком основании будем так считать, если оценки Rsigma в предыдущих выкладках не наблюдается ?

[RX3APE]

Уважаемый Tadas!

Конечно, к этой публикации можно предъявить много претензий и вопросов! Нужно учесть, что это не учебник и не монография, а всего лишь статья о проделанной работе (в каком-то смысле пока "гипотеза"...).
Следует заметить, что вся первая часть - это ОБЗОР других публикаций (список в конце статьи), причем БЕЗ анализа и оценки. Поэтому к авторам статьи по этой части вообще не правильно предъявлять претензий...

Далее, авторы рассмотрели ОДНУ, очень упрощенную МОДЕЛЬ емкостной антенны, причем анализ модели сделан не всеобъемлющий, и как во всякой научной теории с рядом предположений и допущений. Можно соглашаться или спорить о правомерности таких допущений и их обоснованности.

...за возбуждение Е-составляющей ЭМИ "отвечает" ток проводимости I2, протекающий по цилиндру S2 длиной L2...

Но позвольте, при дилне цилиндра (1 ... 5)% от лямбда, этот ток будет исчезающе мал, как же можно на него основываться в дальнейших выкладках ?


Далее - на стр. 62 (по журнальной нумерации) читаем:
Цитата:
...Если считать, что r << Rsigma...

А на каком основании будем так считать, если оценки Rsigma в предыдущих выкладках не наблюдается

Вы утверждаете, что первое их утверждение не верно, но не приводите никаких доказательств кроме "ток будет исчезающе мал"... - это не достаточно для научного оппонирования..., хотя и Ваша позиция имеет право на существование. Вы, очевидно, не учитываете, что емкостная антенна включена в резонансный контур и ток в ней отличается от тока "укороченного диполя"...

Что касается R sigma - это действительно одно из мест, в которых авторы пощли на серьезное "допущение", не обосновав его (по крайней мере в этой статье), но не исключено, что такие обоснования есть и просто в силу объема статьи не приведены...

Хочу также отметить, что экспериментальная часть также выполнена не очень "строго", начиная с того, что расстояние от антенны до измерителя слишком мало и кончая тем, что не было "безэховой камеры"! :-)).
Тем не менее, искусство научного эксперимента зачастую определяется не точностью оборудования, а умением правильно оценить результаты...

Надеюсь, что это не последняя публикация и какие-то моменты будут уточняться и даже меняться. Тем не менее, считаю, что появление этой публикации - положительный момент для развития этой темы.

С уважением, Вадим.

[LY1CE]

но не приводите никаких доказательств кроме "ток будет исчезающе мал"... - это не достаточно для научного оппонирования..., хотя и Ваша позиция имеет право на существование.

Это пожалуй не моя позиция, это физика.
При малом соотношении L/лямбда разность потенциалов между концами цилиндра будет незначительна (откуда же ей там взяться ?). Следовательно ток проводимости вдоль цилиндра так же будет малым.

но не исключено, что такие обоснования есть и просто в силу объема статьи не приведены...

Если не приводить обоснование главной характеристики, определяющей эффективность антенны, то зачем вообще писать статью ?