Гипотеза работы ЕН антенны

[UR5VEB]

...
Юрий, разрешите пошутить. Если для переноски в кармане, то наверное да
Если серьезно, то вы же сами представляете, что любое "свертывание" или тем более "сматывание" диполя как угодно - ухудшит намного его параметры... у Ротхаммеля столько примеров и это логично.
Что касается площади... площадь-то можно сравнить, а вот эффективность практически не сравнивается с укороченными.

Спасибо.

Владимир, Вы наверно неверно мой пост прочитали. Всегда Вы указываете размеры ЕН от 0,5м до 3м. Но это размер болванки перед установкой. В установленном положении для НЧ диапазонов это уже значительно и с оттяжками площадь горизонтальная еще увеличивается и уже сравнима с площадью подвески того же диполя пускай и укороченного в два раза, о котором я уже упоминал в своих экспериментах. И работал такой диполь по оценкам не хуже полноразмерного. Весной я проводил эксперименты с ромбом периметром 25м, который занимает еще меньшую площадь, чем укороченный диполь, и высоту всего 5м. Так то же в сравнении с полноразмерным диполем на 8м высоте то же почти так же.
А в упакованном состоянии и то и другое, как Вы отметили, можно и в карман положить, а вот ЕН не поместится в кармане.
А по поводу 1/2 кабеля, так Вы не правы. У трансивера, если внешняя часть будет излучать, будет не максимум тока, а максимум напряжения и с минимальным током. И такой ток обрежет даже не сильно хорошее заземление. Можно вспомнить 0,5 волны луч, для которого и не надо сильно качественного заземления и КПД такой антенны будет очень высоким. Конечно, если в такой луч вдувать обоснованную мощность, а не десятки киловат. А вот длин около 1/4 кабеля питания нужно опасаться серьйозно и проводить настройку с минимально возможной мощностью на любых антеннах, а не только ЕН. В этом случае, если не согласовано и значительно или большая асимметрия, то действительно у трансивера будет максимальный ток и необходимо очень хорошего качества даже по ВЧ заземление.
И еще будет вопрос. Интересно как ведет себя ток кабеля при всех манипуляциях с достижением максимума поля в дальней зоне? Он растет или падает, если в дальней точке отмечен максимум поля?
А самая лучшая симметрия, это применение симметричной линии допустим провод ПРППМ и подключение ее через витки катушки связи к ЕН.

[UR4III]

Вы не учли еще один параметр - емкость! Дело в том, что Ваши рассуждения справедливы для укорочения диполя постоянного диаметра (провода, например), при этом, чем короче диполь, тем меньше расстояние между зарядами, а количество зарядов постоянно...
Но если увеличить диаметр проводника при укорочении, то количестов зарядов увеличится и за счет этого можно "скомпенсировать" уменьшение длины!
Если при расчете Вы учтете этот параметр, то результат будет другим...

Здравствуйте, Вадим!
Посмотрел на время отправки вашего сообщения и понял, что телепатия существует! Я примерно в это же время обдумывал этот вариант. Дело в том, что идея размещения конечного количества зарядов на любой длине вибратора не совсем корректна. На малой длине они просто не смогут разместиться. Т.е. если емкость рассчитана на 10 зарядов, то всунуть туда 100 проблематично.
Считал я на обычном калькуляторе в свободное от дел время на протяжении четырёх дней. Честно, надоело. Брал 20 точек с шагом λ/80 при синусоидальной эпюре зарядов на половине полноразмерного диполя. Если воодушевлюсь, подсчитаю этот вариант. Пока же предлагаю навскидку.
Обычно диполь выполняют из провода диаметром максимум 3мм. Пусть на 1 см на конце диполя помещается 10 зарядов. Примем диаметр цилиндра 60 мм. Окружность цилиндра в 20 раз больше. Следовательно, на конце цилиндра разместиться 200 зарядов. Примем длину цилиндра для диапазона 20 м равной 25 см (λ/80). При такой длине и синусоидальной эпюре зарядов можно принять, что количество зарядов на каждом сантиметре цилиндра постоянно. Т.е. эпюра зарядов –прямоугольник и на цилиндре помещается 5000 зарядов.
Длина половины полноразмерного диполя 5 м. Т.е. максимально на этой длине может также разместиться 5000 зарядов. Однако, на конце 10, а в середине 0!
Площадь четверти синусоиды равна площади прямоугольника на той же длине с высотой в 1,27 раза меньшей амплитуды синусоиды (я считал, а Вы на веру). Т.е. по длине половины диполя может разместиться только (10/1.27)*500 = 3900 зарядов.
Прикинем момент. Для этого все заряды условно перенесём в среднее сечение прямоугольных эпюр (хотя это не совсем правильно, но для расчёта «на пальцах» сойдёт). Итак, для цилиндра 5000*12,5 = 62500. Для диполя 3900*2500 = 9750000
Прикинем, каково должно быть плечо диполя с моментом 62500 при размещении на каждом его сантиметре по 10 зарядов. Количество зарядов на плече 10*х, где х,см – длина плеча. х/2 – расстояние от центра вибратора до среднего сечения.
Момент (10*х)*(х/2) = 62500. Х = 120 см. Итак, 50 см ЕН примерно равно 240 см укороченного вибратора на частоту 15 МГц.
Расчёты не проверял.

[UA1ACO]

Добрый день Виктор,

Нет не убедили. Вы сами себе противоречите, то вы ратуете за уменьшение ёмкости и максимальной добротности катушки, теперь
оказывается торцевая ёмкость главная.

Виктор, я никогда не ратовал за уменьшение емкости в ЕН антенне, таких слов я никогда не говорил и не мог сказать. То что торцевая емкость - главная, я высказывал это свое мнение с 2006 года, а Тед говорил об этом в 2002 и в патенте это есть. В посте я написал: "(на мой взгляд)" и не претендую на конечную инстанцию, а наверное как и все в форуме обмениваюсь мнениями. Повторю, на мой взгляд, емкость в ЕН антенне - главный рабочий орган, и должна быть оптимальна для каждого диапазона и заданным условиям (ширина полосы пропускания, усиление и т.д.) и, опять таки, на мой взгляд, именно поэтому расчеты ЕН в MMANA отличаются от результатов практической реализации.
Другое дело что считать оптимальной емкостью (размеры цилиндров) - это вопрос и ответа на него пока нет. Есть ориентировочная рекомендация, что антенна (следовательно и цилиндры) должна быть примерно в 30-40 раз короче длины волны. Какая конфигурация элементов оптимальна, какие оптимальные размеры - еще предстоит выяснить, но для ответа на этот вопрос надо провести просто огромный объем работы, если идти с практической стороны.
Что касается добротности катушки, то вы правы... я двумя руками ЗА! Потери в катушке НАПРЯМУЮ связаны с ухудшением работы антенны (причем любой, особенно передающей), так как в общее сопротивление потерь, помимо сопротивления излучения (полезное) входит и сопротивление потерь (вредное).
Так что я сам себе не противоречу. А что не убедил... ну что делать... извините.

To UR5VEB:
Юрий, мы не поняли друг друга.. я сейчас сообразил. Я то писал про ток в фидере (что он максимален у трансивера), а вы про ток на оплетке. О токе на оплетке я писал... он мал (см. предыдущий пост)., так что я о нем и не говорю. И здесь не важно в ближней или дальней зоне. Если все согласовано, то какой может быть существенный ток? я что-то не понимаю. А от зоны ток этот не зависит... или я опять что-то не понял? Естественно я рассматриваю случай хорошего и правильного согласования, а не просто... что-то.
Что касается других укороченных (не ЕН), антенн... допускаю, что они могут работать хорошо... об этом и Гончаренко пишет. Вот и Владимир (UA4HLQ) пишет о хорошей работе антенны R7000... мысль не стоит на месте и жизнь в этом убеждает.

To UA4HJI:
Аркадий, естественно я писал не о тоненькой кромочке торца цилиндра полностью согласен с вашим добавлением.

Спасибо.

[UA4HJI]

Зравствуйте Владимир.
Нет не убедили. Вы сами себе противоречите, то вы ратуете за уменьшение ёмкости и максимальной добротности катушки, теперь
оказывается торцевая ёмкость главная.

To DF9VK, разрешите я чуть поправлю Владимира (UA1ACO) он, думаю, согласиться. Под "торцевой" ёмкостью у ЕН надо понимать, конечно, ёмкость между боковыми поверхностями цилиндров, представляющих собой развёрнутый конденсатор. В ЕН эта ёмкость является существенной частью излучающей системы от которой зависит работа антенны. В классическом диполе ёмкость между торцами в разрыве полотна антенны является действительно паразитной, не участвующей в излучении, поэтому её стремятся уменьшать. Кстати теория излучения толстых классических диполей недавно уже разработана, она просто дополнила теорию тонких классических вибраторов, но она ничего общего с конденсаторными (ЕН) антеннами не имеет.

[UR5CBZ]

если емкость рассчитана на 10 зарядов, то всунуть туда 100 проблематично

А интересно эти заряды они все одинаковы по размеру или разные бывают?
Я шот не догоню никак как они там размещаются.И иожет если не размещаются
то штабелями их.

[DF9VK]

Под "торцевой" ёмкостью у ЕН надо понимать, конечно, ёмкость между боковыми поверхностями цилиндров, представляющих собой развёрнутый конденсатор.

Здравствуйте Аркадий.
Ну если у ЕН боковую поверхность надо принимать за торец, тогда извините!
Я-то , по простоте душевной, полагал иначе. Вот теперь я согласен, в том плане, что в теории надо что-то менять или в терминах.

[UA4HJI]

То DF9VK, Поэтому я применил кавычки! Термин "торцевая" ёмкость в применении к ЕН не совсем верен. Я понимаю Владимира и Т.Харта они его использовали как аналогию, но в применении к ЕН лучше говорить просто о ёмкости между поверхностями цилиндров, являющейся сосредоточенной, как и торцевая ёмкость классического диполя.

[UA4HBO]

Уменьшается связь с пространством

Максимальную площадь охватываемую антенной ничто не заменит. Так говорил мне улыбаясь в ответ на вопрос о малогабаритных антеннах мой преподаватель АФУ, академик, писавший учебники...
Это как светосила объектива большого и маленького диаметра-что раньше в сумерках сдохнет?

Добавлено через 1 минуту

Ну если у ЕН боковую поверхность надо принимать за торец

Тогда логичнее два тазика, а не цилиндры применять.

[UA1ACO]

Доброй ночи...

Я-то , по простоте душевной, полагал иначе.

Виктор, а мне и в голову не пришло, что можно интерпритировать иначе, извините за примитивизм и спасибо Аркадию (UA4HJI).

Максимальную площадь охватываемую антенной ничто не заменит. Так говорил мне улыбаясь в ответ на вопрос о малогабаритных антеннах мой преподаватель АФУ, академик, писавший учебники...

Совершенно верно и я полностью согласен с академиком (я тоже АФУ изучал), но... для дипольных антенн. Ведь не зря появилась "теория малогабаритных антенн" (см. В.Слюсар и Chu L.J.). Зачем?

Тогда логичнее два тазика, а не цилиндры применять.

Да, верно, так и сделал примерно UT4EK Александр из Кривого Рога еще несколько лет назад (кстати мастер радиоспорта Украины) он использовал два бачка (за неимением другого, не лучший конечно способ) для "варки" белья и в ww contest получил не плохие результаты, хотя антенна была на порядки! меньше дипольной, я представляю, какие результаты бы были с укороченным диполем размером 0,5-1,0 м. на 7 МГц! (хотя в этом форуме мы переходим на инструментальные измерения, а не кто-где слышал или сработал)
Я все думаю, как бы использовть для проверки шары, как были у Герца, да не попадаются готовые шары... а времени делать нет

Спасибо.

[LY1CE]

Здравствуйте Владимир.

Tadas, конечно ток в оплетке присутствует всегда и с любой антенной,

Это естественно, как же без тока энергию передавать ?
Важно где этот ток течет. В случае правильно согласованной и симметрированной антенны ток течет только по внутренней поверхности оплетки.
Этот ток датчиком на трансформаторе тока не обнаруживается.
Если же датчик показывает наличие тока, значит ток течет по внешней поверхности оплетки и это явление обычно называется "антенный эффект фидера".

Не могли бы Вы пояснить, по какой методике определялась доля ВЧ энергии, излучаемая фидером (ну там упоминаются 10%, 3%...) ?
Вы называете это потерями, но эта энергия по моему в тепло не переводится, она излучается.
Или я не прав ?

[DF9VK]

Всем добрый день!
А что если "диполь Найденко" ( так кажется это называется, поправте если что) укоротить, поставить катушку, настроить в резонанс.
Он , вроде не тонкий. Затолкаем мы туда всё кол-во зарядов? Как "Оно" себя поведёт ?

[LY1CE]

"диполь Найденко" ( так кажется это называется, поправте если что)

Поправляю - "диполь Надененко"

[RX3APE]

А что если "диполь Найденко" ( так кажется это называется, поправте если что) укоротить, поставить катушку, настроить в резонанс.
Он , вроде не тонкий. Затолкаем мы туда всё кол-во зарядов? Как "Оно" себя поведёт ?

В Вашем примере "диполь Наденеко" не совсем подходит... Скорее можно рассуждать о "трубе", диаметром равным этому "диполю"...
К сожалению, часто счтиают, что сплошной проводник для токов ВЧ можно заменить системой тонких проводов, расположенных с шагом не более Лямбда/6...
На самом деле это не так! Это в какой-то степени справедливо для "зеркала", но не для самой антенны...

Теперь, на счет того, сколько зарядов можно "затолкать" (как Вы выразились :-), в такую укороченную антенну?
Теоретически, можно "затолкать" любое кол-во зарядов! Но давайте вспомним формулу Электрической Емкости: C=Q/U. Если выразить это словами, то это значит, что "запихивая" в антенну одинаковый заряд, напряжение на антенне будет тем выше, чем меньше собственная емкость антенны или по-другому, при том же напряжении, чем больше емкость антенны, тем больший заряд в ней при этом находится!
Теперь можно перейти к "излучению" антенны... Чтобы не вызывать лишних вопросов, давайте воспользуемся понятием "ток смещения", который упоминается во всех учебниках, как результат (цель) работы антенны. То есть, антенна предназначена для создания тока смещения - чем больше, тем лучше антенна (пока не рассматриваем диаграмму направленности)...
От чего же зависит ток смещения? От двух параметров: от напряжения (это понятно, чем выше напряжение, тем больше ток) и емкости антенны, это требует пояснения! Дело в том, что при маленьклй емкости ток смещения может быть ограничен не достаточным количеством зарядов в маленькой емкости (условно это можно сравнить с ограничением тока в цепи высоким внутренним сопротивлением источника). Таким образом, если на более короткой антене создать такое же напряжение и такую же емкость, то и ток смещения будет тот же!
Теперь небольшое пояснение относительно классического диполя. Следует иметь в виду, что ТОК СМЕЩЕНИЯ (излучение ЭМВ) различные участки класиического диполя создают разный! Наибольший ток создается "концом" диполя, находящемся под максимальным напряжением, в то время как начальная часть диполя практически не излучает! (Это может показаться странным, но это так! Ведь напряжение в начале диполя минимально!). Ваодит в заблуждение многих МЕТОДИКА расчета излучения, по которой антенну делят на маленькие участки и вычисляют, исхоля их тока, излучение! :-) МАТЕМАТИЧЕСКИ это справедливо, так как ТОК к концу диполя течет по всей антенне и ток в начале диполя как раз образуется за счет высокого напряжения на конце диполя! Поэтому в классическом диполе (упрощенно) можно считать начальную часть диполя (согласующей) индуктивностью, а конец диполя - емкостью!
Все, сказанное выше, основано на существующей теории АФУ, но рассмотрено с точки зрения ФИЗИЧЕСКИХ процессов и позволяет понять, как работает ЛЮБАЯ антенна, как ЕН, так и обычный диполь...
Надеюсь это поможет тем, кого интересует физика работы антенн, а не тонкости математических расчетов, порой "выхолащивающих" физическую сущность.
С уважением, Вадим.

[DF9VK]

В Вашем примере "диполь Наденеко" не совсем подходит... Скорее можно рассуждать о "трубе", диаметром равным этому "диполю"

Здравствуйте Вадим.
Да нет, я сечас о другом. Я о лёгком, не занимающим много объёма, легко разворачиваемом варианте, почти о "карманном".
Тем не менее - спасибо!

[DL1BA]

Чтобы не вызывать лишних вопросов, давайте воспользуемся понятием "ток смещения", который упоминается во всех учебниках, как результат (цель) работы антенны. То есть, антенна предназначена для создания тока смещения - чем больше, тем лучше антенна (пока не рассматриваем диаграмму направленности)...

у меня вопрос возник (может он Вам лишним покажется). Вы какой ток смещения имеете ввиду? Тот, который в уравнение Максвела входит вместе с током проводимости или какой другой ток, Вы ведь в кавычки это выражение взяли.
По мне так этот ток смещения чистая фикция, а излучают максимально те участки провода, где максимальный ток течёт - в диполе это середина антенны. Поэтому и диаграмма направленности в виде восьмёрки.