Гипотеза работы ЕН антенны

[UA1ACO]

Добрый день,

обычный колебательный контур.

Виктор, вы совершенно верно рассуждаете и мы говорим об одном и том же. Никто ведь не спорит, тем более везде так и описано, что ЕН - это обычный последовательный колебательный контур. И рассчитать его можно в любой программе расчета контуров... Но. Необходимо задаться начальными условиями, например емкостью между цилиндрами и потом все как по маслу... Но это расчет КОНТУРА! а не антенны. Мне даже как-то неудобно говорить, что контур и антенна - это разные вещи. Все можно расчитать в программе из которой взят скриншот и более того, программы для расчета ЕН антенн все это и делают, только сразу комплексно для всех элементов и параметров ЕН антенны, за один "проход", попутно расчитывая сопротивление излучения, КПД (что приведенная вами программа делать не может) и т.д.
Речь-то не об этом.
Речь о том, что даже программы расчета ЕН антенн не могут расчитать ОПТИМАЛЬНЫЕ размеры и форму ЕН антенны.
Речь о том, что расчеты в специализированной программе MMANA не совпадают с экспериментальными данными.
Речь о том, что есть особенности, например совпадения Е и Н полей в самой ЕН, что и не дает, может быть (еще раз повторю - может быть), программе MMANA расчитать правильно ЕН.

А в расчете ЕН как контура... какие проблемы? Поэтому я думаю надо вникнуть не в расчет ЕН антенны как контура (здесь проблем нет), а именно в особенности, которые позволяют ЕН приблизится в усилении к диполю.

Спасибо Виктор.

[DF9VK]

Мне даже как-то неудобно говорить, что контур и антенна - это разные вещи.

Мне даже как-то неудобно это коментировать, антенна это контур развёрнутый в
пространстве. Не будете же Вы отрицать, что в антенне наличиствуют и L и С !?
( За исключением полноразмерных рамочных: дельты, квадраты и т.д.)

[UA4HBO]

антенна это контур развёрнутый в
пространстве

И чем более растянут какой-либо из его компонентов (L' C) в пространстве (не рассматривая узконаправленные излучатели, укороченные электрически), тем эффективнее он излучает...

[DF9VK]

И чем более растянут какой-либо из его компонентов (L' C) в пространстве (не рассматривая узконаправленные излучатели, укороченные электрически), тем эффективнее он излучает...

Однозначно!
Хочу сказать несколько слов по поводу программы для расчётов ЕН( цилиндрическая ).
Уже известно, чтобы увеличить эффективность С- антенн (ЕН) нужно стараться уменьшить ёмкость между элементами и максимально увеличить добротность катушки. В программе расстояние между цилиндрами равно диаметру цилиндров, и это значение никак не корректируется, т.е. "почти" константа.
Кто и как приложил руку к созданию этой программы, вложив в неё значение, заведомо ухудшаюшее эффективность работы антенны ( изначально большая ёмкость) ?

[UA1ACO]

антенна это контур развёрнутый в пространстве.

Виктор, я вынужден повторить, что писал часом ранее:

Никто ведь не спорит, тем более везде так и описано, что ЕН - это обычный последовательный колебательный контур.

Или я что-то непонятно пишу? Или это не одно и то же?
Масло масленое кто спорит? проблема рассчитать контур...?
Услышьте! - проблема в том, почему Е и Н поля синфазны!!!, почему усиление такой короткой антенны сравнимо с диполем! и т.д.
А о контуре и его расчете кто же спорит?! Что перетирать известное? При чем здесь программы расчета контуров?! А вот в расчете ЕН АНТЕННЫ и объяснении ее работы - проблема.

Уже известно, чтобы увеличить эффективность С- антенн (ЕН) нужно стараться уменьшить ёмкость между элементами

Я практически занимаюсь ЕН антеннами несколько лет, но мне это не известно... спасибо за info... Я всегда думал, что эта емкость должна быть оптимальной (вот в этом проблема, определить эту оптимальность) и практически так и получается.

Кто и как приложил руку к созданию этой программы, вложив в неё значение, заведомо ухудшаюшее эффективность работы антенны ( изначально большая ёмкость) ?

Виктор, расстояние между цилиндрами величина компромиссная (и об этом много уже написано). Расстояние равное диаметру трубы выбрано из расчета использования антенны при мощностях около 100 ватт. Если его уменьшить - антенну пробъет (фото уж выкладывать не буду все много раз видели). Если расстояние увеличить - емкость между цилиндрами уменьшится и надо будет делать катушку с размерами намного больше, что увеличит паразитную емкость, активное сопротивление катушки (диаметр провода не увеличить, так как опять паразитная емкость возрастет в связи с увеличением размеров и т.д.) и параметры антенны ухудшатся... тоже проверено.
Я об этом и писал в предыдущем посте, что главное не расчет антенны как контура - это плевое дело... а выбрать оптимальные размеры и конфигурацию, это и есть особенности... вот на них и надо сделать упор, а также обратить внимание на фазы Е и Н - кто объяснит? В этом же дело.

Спасибо.

[RN9AAA]

почему усиление такой короткой антенны сравнимо с диполем! и т.д.

Да бросте Вы! Какое усиление? С каким диполем лежащим на земле, вертикальным или каким?
Не морочте голову людям. Многие годы только тра-ля-ля и веселые картинки. Ну сделайте вы наконец нормальный диполь и сравнивайте!

[DF9VK]

почему усиление такой короткой антенны сравнимо с диполем!

Владимир, услыште и Вы ! В том-то всё и дело, что несравнимо ! Или для Вас
-12 - 18 дб это не разница?

Добавлено через 15 минут

тем более везде так и описано, что ЕН - это обычный последовательный колебательный контур.

СтОит ещё добавить, что и диполь и вертикал (укороченные и полноразмерные) это тоже колебательный контур.

[LY1CE]

Добрый день Владимир.

Только что повторил опыты по измерению разности фаз между Е и Н полями в ЕН антенне...

С интересом прочитал про Ваши новые опыты.
Совпадение фаз на экране впечатляющее.
Вы пишете -
"Вот таков результат повторного опыта с датчиками намного меньшего размера, который полностью совпал с первым экспериментом."
Но сравнил осциллограммы первого опыта с последним и у меня возникли некоторые непонятки
На осциллограмме укороченного диполя видим практически противофазные сигналы, на осциллограмме ЕН - сигналы имеют некоторый сдвиг по фазе (на глаз где-то градусов на 45).
Вы наверно не будете возражать, что если в первом опыте просто поменять между собой выводы Н-датчика не меняя ни расположения, ни ориентации датчика, то для укороченного диполя увидим очень близкую к синфазности картину. Но это ведь не ЕН, это укороченный диполь ?
В последнем же опыте, видим для ЕН практически идеальную синфазность. Где же тут совпадение результатов ?
Я не знаю характеристик и устройства датчика CP-2S.
Вы не пробовали исследовать поведение его сигнала при вращении датчика вокруг оси, при изменении ориентации относительно антенны ?
Как-то мне кажется, что характеристики датчика Н-поля не могут быть изотропическими.

[UA4HJI]

... Это расчёт вашей ЕН с вашего сайта, без применения специальной программы для ЕН. ... Как видите, всё расчитывается просто, без всяких ссылок на какие-то особенности, их просто нет, обычный колебательный контур.

Да, всё верно, как и сказал выше Владимир (UA1ACO). Хочу лишь добавить, что расчёт С-(ЕН) антенны ведётся по известной формуле Томсона fo=1/2π√LC, где С – это ёмкость между цилиндрами (пластинами) С-антенны (иногда за эту ёмкость принимают С между торцами цилиндров – по аналогии с диполем, это не так, надо учитывать ВСЮ поверхность цилиндров-пластин с обоих сторон). А в программах по расчёту ЕН антенн использована лишь одна империческая формула Теда Харта (W5QJR), которая рассчитывает ёмкость между цилиндрами при условии равенства расстояния (зазора) между цилиндрами диаметру цилиндров: C(пФ)=0,0215l(мм)+0,0811d(мм), где l –длина одного цилиндра; d – диаметр цилиндров (для плоской ЕН: C(пФ)=0,0215l(мм)+0,0258h(мм), где l и h – длина и ширина пластины). Остальные формулы взяты из «Радиотехники» - описание работы и расчёт контуров: добротность – Q=fo/2Δf, где 2Δf – полоса пропускания (излучения) контура по уровню -3 дБ (не путать с полосой согласования контура с нагрузкой-генератором по КСВ!). Эквивалентное сопротивление контура Харт приравнял сопротивлению излучения (дискуссионно, но в первом приближении можно принять – эксперимент, в общих чертах это подтверждает): RΣ=1/2πfCQ.
Индуктивность L, определённую из ф. Томсона рассчитывают конструктивно по известным приближённым ф-лам, надо лишь учесть паразитную ёмкость катушки (а также и длинных соединительных проводов – при их наличии) и скорректировать общую ёмкость контура.

И маленькое замечание: ММАNА – это электродинамическая программа для линейных и апертурных антенн, а программы расчёта ЕН Теда Харта – это конструкционный калькулятор, а сама С-(ЕН) антенна является точечным излучателем (у которого линейные размеры значительно меньше длины волны и математически сворачиваются в точку при электродинамических расчётах).

И ещё замечание: для С-антенн увеличение добротности совершенно не нужно и, даже, вредно! Возможно здесь и лежит какой-то оптимум, как говорит Владимир (UA1ACO). Практически выходит Q от единиц до единиц десятков, чаще вообще не хватает площади пластин (то есть ёмкости) из конструктивных соображений.

[DF9VK]

И ещё замечание: для С-антенн увеличение добротности совершенно не нужно и, даже, вредно! Возможно здесь и лежит какой-то оптимум

Можно провести эксперимент. Заменить катушку на уже изготовленной
антенне, расчитанной прогой для ЕН, на катушку "оптимальную" , расчитанную нижеприведённой считалкой, и посмотреть влияет-не влияет,
и в какую сторону влияет.
Говоря о добротности катушки, я имел ввиду индуктивность. Уменьшаем
ёмкость - увеличиваем индуктивность, растёт напряжение на вибраторах,
растёт эффективность. Приближаемся к катушке Тесла?! Или?

[UA4HJI]

... Заменить катушку на уже изготовленной
антенне, расчитанной прогой для ЕН, на катушку "оптимальную" , расчитанную нижеприведённой считалкой, и посмотреть влияет-не влияет...

Так эта "считалка" даёт оптимальную катушку по величине паразитных ёмкостей и минимума сопротивления на ВЧ (в среднем это при диаметре = длине катушки), так же считается и в ЕН - это понятно, что тут проверять.

Говоря о добротности катушки, я имел ввиду индуктивность. Уменьшаем
ёмкость - увеличиваем индуктивность, растёт напряжение на вибраторах,
растёт эффективность. Приближаемся к катушке Тесла?! Или?

Вот тут чуть спутано. Отдельно существует добротность (или по другому "оптимальность") катушки, как, впрочем и конденсатора; и отдельно добротность колебательного контура.
С первой частью утверждения "Уменьшаем
ёмкость - увеличиваем индуктивность, растёт напряжение на вибраторах, ..." согласен, а вот с другой "...растёт эффективность" - НЕТ. Эффективность определяется соотношением потерь на излучение к паразитным потерям (в основном на тепло) и может быть и больше и меньше при разных величинах С, сразу предсказать трудно - много факторов.
Про Теслу - да некоторая схожесть с его трансформаторами у ЕН есть.

[DF9VK]

Так эта "считалка" даёт оптимальную катушку по величине паразитных ёмкостей и минимума сопротивления на ВЧ (в среднем это при диаметре = длине катушки), так же считается и в ЕН

Эффективность определяется соотношением потерь на излучение к паразитным потерям (в основном на тепло)

Ну тогда сравните катушку которую расчитала программа для ЕН у Владимира на сайте с такой же индуктивностью ( 14 мкгн) расчитанную этой "считалкой" по диаметру каркаса, диаметру провода
длине намотки ( шагом между витками). Это как " половина лаптя по карте". Или и здесь будете утверждать: " Сравнимо"

Отдельно существует добротность (или по другому "оптимальность") катушки, как, впрочем и конденсатора; и отдельно добротность колебательного контура.

Коль скоро ЕН это колебательный контур, то из чего складывается его добротность?

Добавлено через 21 минуту

И ещё замечание: для С-антенн увеличение добротности совершенно не нужно и, даже, вредно!

Это почему же ? Приводит к сужению полосы пропускания? Тогда объясните зачем
1,сколько-то там Мгц полосы на любительских диапазонах?

[UA1ACO]

Вечер добрый еще раз,

это тоже колебательный контур.

Виктор я рад, что мы пришли, наконец-то, к единому знаменателю, что "это все колебательные контура", только с распределенными параметрами (как в диполе и т.д.) или с развернутыми, какого-то элемена этого контура ("Magnetic Loop" или ЕН). А о децибелах вопрос статистики и измерений... сделайте десяток антенн (а может быть и больше) на разные частоты, сравните (лучше сравнение проводить с промышленной измерительной антенной, а не с самодельной) и вопрос отпадет САМ СОБОЙ (у меня сайт радиолюбительский )...

Как-то мне кажется, что характеристики датчика Н-поля не могут быть изотропическими.

Тадас, все понятно. Замечу, что при первых измерениях сдвиг составил, на самом деле, около 20-22 градусов (в стате это есть), а не 45. Это как раз погрешность из-за больших размеров САМОДЕЛЬНОГО датчика (наводки и т.д.), о чем и была дискуссия в форуме после публикации, если вы помните. Вторые измерения исключили эту погрешность во много раз. Что касается самодельных датчиков (а у меня их было несколько штук, разных размеров), то при смене их в первом опыте, картина синфазности почти не менялась.
Что касается изотропности... то я конечно не разбивал керамический датчик "CP-2S" размером 1х1,5мм и стоимостью в 100 т.р. молотком, но в описании написано, цитирую: "Метод измерения изотропный" (могу сделать скан описания, если мне нет веры ), техника двигается вперед и японцы видимо научились что-то делать , а лучше сказать не разучились, именно поэтому я и повторил свои первые опыты и думаю успешно все совпало. А теперь, как говорят - информация к размышлению. Мне самому интересно.

Говоря о добротности катушки, я имел ввиду индуктивность.

Да, Виктор, принимается, хотя конечно эти понятия совсем разные.
Позанимайтесь с ЕН и вы увидите, что расчет дело хорошеее, но на практике, там столько паразитных емкостей (в том числе и конструктивных, и самой катушки, которые трудно учесть при расчете), что такие простейшие расчеты в калькуляторе дают info только наполовину.

В конце хочу заметить, что участвую в форуме не ради переливания "из пустого в порожнее" и доказывания доказанного. Давайте очевидные и многократно проверенные факты не дискутировать...они же ясны, просто потеря времени... иначе все превращается в демагогию. Лучше меньше - но качественнее.

Спасибо всем.

[DF9VK]

Позанимайтесь с ЕН и вы увидите, что расчет дело хорошеее, но на практике, там столько паразитных емкостей (в том числе и конструктивных, и самой катушки, которые трудно учесть при расчете), что такие простейшие расчеты в калькуляторе дают info только наполовину.

Доброй ночи Владимир !
Я и позанимался , и с ЕН и с С и с многими укороченными вертикалами и горизонталами и магнитными рамками поэтому и позволил себе высказывать свою
точку зрения на эту тему. Уж извените, если она на совпадает с Вашей!
Спокойной ночи! Завтра понедельник, рано вставать.

[UA4HJI]

Присоединяюсь к словам Владимира (UA1ACO) о демагогии и посему на реплики выше от DF9VK отвечать не буду, тем более, что часть из них мне просто непонятна - то-ли написано так криво, что разбирать лексику нет желания.
И также пожелаю спокойной ночи.