Приёмные антенны 80-160 м

[RA3WDK]

Юрий, а от какого автора? "Героев" хочется знать в лицо

В учебнике примерно так написано:

"Если принять, что на данный момент времени шум распределён равномерно во всём диапазоне азимутальных углов и углов места ( элевации), увеличение КНД никак не изменит соотношения С/Ш. Далее следует простое доказательство этой теоремы.

Вывод : увеличение КНД с некоторой вероятностью увеличивает соотношение C/Ш только при неравномерном распределении шума.

Шум в реальной жизни распределён только неравномерно. Поэтому увеличение КНД всегда даёт выигрыш. Вопрос, какой выигрыш? А это сильно зависит ( кроме как от кнд) от распределения шумов на данный момент.

Владимир, цитировать примерно нельзя.
Привожу фото страницы из книги Айзенберга, Коротковолновые антенны.


Действительно, КНД антенны не повлияет на мощность шумов на входе RX (антенна "усилит" шумы в секторе главного лепестка), но мощность полезного сигнала возрастет. Фразы про неизменность С/Ш в этом рассмотрении темы нет. С/Ш возрастет !
Примерно так же и из иностранных источников по параметру антенны "Receiveing Directivity Factor" Часто звучит as

Relative Directivity Factor (RDF) is a figure of merit for radio receiving antennas; it is the antenna gain in the forward direction divided by the gain in all other directions. It is also called the Signal to Noise Improvement Factor (SNIF)

Только MMANA RDF не считает, но можно в EXNEC глянуть, а можно RDF прикинуть как отношение сферического угла в 360 град к сектору ДН антенны. Для КВ ненаправленных антенн криво получается, но +/- для себя прикинуть можно.

[RJ3FF]

Автор DL2KQ

Ещё раз скажу :

Если шумит "весь эфир по кругу" равномерно никакая направленная антенна не уменьшит суммарную мощность помех на входе приёмника. Доказательство этой теоремы разжёвано в учебниках.

К счастью , такого не бывает. Ничего никогда по кругу не шумит. На КВ ( пренебрегаем тепловыми шумами землм) бывают только локализованные ( по азимуту и по углу места) источники шума. Распределение таких источников по азимуту-элевации всегда неравномерное.
Поэтому спасают направленные антенны. Но только в том случае, если источники шума не попадают в основной лепесток.

Вероятность попадания таких источников в основной лепесток тем меньше, чем он уже. Поэтому вероятность улучшения C/Ш выше для узконаправленных антенн. Речь идёт о некотором улучшении, но не на RDF дБ! Иногда улучшение меньше, а иногда (причём чаще) больше и порой намного (!) больше, чем RDF дБ .
Если же так сильно повезло, что в основной лепесток не попало ( почти ) никаких источников шума , то улучшение соотношения C/Ш определяется только подавлением в тыловой части ДН и боковых лепестков.
По моему, это очевидно, как белый день.

[R3DE]

Владимир, что то непонятное вы пишите. По вашему уменьшая мощность шумов (за счет диаграммы) С/Ш не улучшается?

[RA3WDK]

Коэффициент направленного действия – это отношение квадрата напряженности поля, созданного в главном направлении , к среднему значению квадрата напряженности поля по всем направлениям .

Коэффициент усиления – это отношение квадрата напряженности поля, созданного антенной в главном направлении , к среднему значению квадрата напряженности поля , созданного эталонной антенной, при равенстве подводимых к антеннам мощностей и учете КПД эталонной и измеряемой антенны.

Нам интересен коэффициент защитного действия (КЗД), так как направив минимум диаграммы направленности на единичный источник шума (к примеру - если диаграмма - кардиоида) мы получим выигрыш в С/Ш близкий к КЗД.

[RJ3FF]

Владимир, что то непонятное вы пишите. По вашему уменьшая мощность шумов (за счет диаграммы) С/Ш не улучшается?

Константин, только что подредактировал своё сообщение, перечитав учебник.

[UA3DJY]

Если шумит "весь эфир по кругу" равномерно никакая направленная антенна не уменьшит суммарную мощность помех на входе приёмника. Доказательство этой теоремы разжёвано в учебниках.

Разве мощность шума не интегрируется посекторно в полусфере? Допустим сигнал приходит с некоего небольшого сектора а Гауссовский шум со всех направлений в каждом дельта секторе имеет одинаковую мощность. Если мы полностью подавим шум в задней половинке полусферы, снимаемый с антенны интегральный уровень мощности Гауссовского шума не упадет на 3дБ?

[RJ3FF]

Если мы полностью подавим шум в задней половинке полусферы, снимаемый с антенны интегральный уровень мощности Гауссовского шума не упадет на 3дБ?

Но, с другой стороны, шумы, приходящие из другой , неподавленной, полусферы на столько же возрастут - "усилятся". Возрастёт и уровень полезного сигнала. Но это только при условии, что при появлении направленных свойств не упадёт КПД.

[RJ3FF]

Если же так сильно повезло, что в основной лепесток не попало ( почти ) никаких источников шума , то улучшение соотношения C/Ш определяется только подавлением в тыловой части ДН и боковых лепестков.

Не успел подкорректировать: Вместо "улучшение соотношения C/Ш " нужно было написать " уменьшение суммарной мощности шумов".

[R3DE]

Константин, только что подредактировал своё сообщение, перечитав учебник.

Каюсь,учебники читать перестал. А вам - завидую...
Но что то здесь не то с определениями, наверное мы разное обзываем одним, иначе.... я б давно перестал думать о направленных антеннах.

[UA3DJY]

Но, с другой стороны, шумы, приходящие из другой , неподавленной, полусферы на столько же возрастут - "усилятся". Возрастёт и уровень полезного сигнала. Но это только при условии, что при появлении направленных свойств не упадёт КПД.

Подожди.. усиление RX сигнала антенной(если точнее увеличение мощности сигнала на выходе антенны) определяется не подавлением задних лепестков а увеличением снимаемой ЭДС с полотна антенны за счет увеличения геометрических размеров антенны, это разные вещи. То что вместе с сигналом в небольшом секторе основного лепестка Бевереджа по отношению к изотропу растет и шум с этого сектора не означает что при этом соотношение (мощность сигнала)/(интегральная мощность шума) на выходе антенны не улучшается за счет подавления задних лепестков. Все это относится к Гауссовскому шуму равномерно приходящему со всех направлений.

[R3DE]

Давайте проще- кухонным языком, что б даже жена поняла( уж не помню кто именно, но кто то из преподов МЭИСА иногда требовал именно такой подход).
Рисуем диаграмму направленной антенны приведенную к единичному усилению в направлении сигнала, сравниваем её площадь( а это есть интегральная мощность шума при равномерном распределении). Эта площадь меньше чем у всенаправленной антенны. Всё. С\Ш выше.

[RJ3FF]

Каюсь,учебники читать перестал. А вам - завидую...
Но что то здесь не то с определениями, наверное мы разное обзываем одним, иначе.... я б давно перестал думать о направленных антеннах.

Константин, только направленная антенна позволит улучшить C/Ш. А как иначе?
Я первоначально действительно подменил понятия, каюсь. Но везде, где это было нужно, внёс исправления.

В итоге имеем:

При равномерном распределении шумов направленная антенна при увеличении КНД не увеличивает уровня шума, но увеличивает уровень сигнала. Поэтому соотношение C/Ш растёт пропорционально увеличению КНД.

Но в реальной жизни, к счастью, шумы распределены неравномерно. В реальной жизни имеем дискретные ( или условно дискретные ) источники шума. И чаще везёт и они не попадают ( почти) в створ основного лепестка.
Тогда остаётся додавить не попавшие в створ основного лепестка источники, задавив БЛ и тыл ДН. Что и пытаюсь довести до тех, кто считает, что увеличение RDF - единственный способ улучшить соотношение C/Ш.

[RN1QA]

В общем,чем дальше в лес..бевер,тем сложнее к пониманию.Вот еще от того же автора(Приёмная антенна улучшает отношение сигнал/шум и сигнал/помехи.

Никаких чудес приёмная антенна не производит - основной выигрыш идёт за счет сужения ДН, и связанного с этим снижения мощности принятых помех по сравнению с всенаправленной антенной. )Если и это не правильно,то как говорила одна известный управдом:Человеку нужно верить только в самом крайнем случае.Собственно говоря не важна терминология,если антенна есть,то она и работает по давно известным принципам,как их не называй.

[UA4NE]

В итоге нужно согласиться с "одним известным автором" и закрыть вопрос о RDF

[RJ3FF]

основной выигрыш идёт за счет сужения ДН, и связанного с этим снижения мощности принятых помех

И связанного с этим увеличением мощности полезного сигнала, ибо мощность помех в случае "сферического коня в вакууме" - равномерного распределения шумов не увеличивается.
Но так в жизни не бывает! Откуда Вы возьмёте шумы, которые приходят равномерно отовсюду?!

Вот пример из этой ветки. Пару лет назад радиолюбитель из шестого района просил рассчитать короткий бевер. Говорил, что шум такой большой на передающую антенну, что работать невозможно. Бевер получился настолько короткий, что основной лепесток по первым нулям ДН имел ширину 180 (!) градусов. Ну какой там нафиг RDF?
Я даже и не надеялся, что это поможет. Но оказалось, что шум исчез "совсем"! Тут явно дело не в RDF. Просто источник был один ( а не равномерный "шум эфира") и он попал строго в нуль ДН.