Как излучает антенна?

[UR3LCM]

По моему мнению автор темы затронул очень важный для нас вопрос.
Но суть его состоит не в том, чтобы разгадать тайну образования радиоволн и рассказать о ней на понятном всем языке, а в том, чтобы обратить внимание радиолюбителей на наличие в процессе формирования радиоволны антеной т.н. ближней зоны. Наличие потерь в ближней зоне могут существенно повлиять КПД антены. Особенно данное утверждение важно при выборе места установки укороченных антенн.
Компактные размеры конструкции склоняют нас к мысли не обращать внимание на ее окружение. В свое время я сам убедился в том, что настроенная, но размещенная на сыроватом песке антенна типа R7000, при вых. мощности 100 Вт, позволяла проводить QSO с рапортами не лучше 57 (hi hi).

[4Z5LF]

рисунок с силовыми линиями электростатического поля не объясняет возникновения излучения антенны

Электрическое и магнитное поля ближней зоны такие же, как если бы по проводу антенны протекал постоянный ток. Поэтому они в теории антенн называются "квазистационарными". Но при переменном токе по силовым линиям электрического поля протекает ток смещения (ёмкостный). А как этот ток смещения порождает вихревое магнитное поле, и т.д., я показал в своей заметке. Надеюсь, это понятно.

[UT4UHG]

По моему мнению автор темы затронул очень важный для нас вопрос.
Но суть его состоит не в том, чтобы разгадать тайну образования радиоволн и рассказать о ней на понятном всем языке, а в том, чтобы обратить внимание радиолюбителей на наличие в процессе формирования радиоволны антеной т.н. ближней зоны.

Но это ведь - азбучная истина, априори известная всем хоть что-то читавшим об антеннах! Смотрите хоть у того же И.Гончаренко - он неоднократно по тексту книг говорит о важности учёта размеров ближней зоны (0.16 лямбда). Что обсуждаем?

[UA4HAZ]

Я не читал. Вм не трудно дать ссылку?

Я имел в виду тему на CQHAM http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=18964&page=1 Разговоров было много, а кончилось тем, чем можно было предположить с самого начала - ничем... Увы, здесь не тот уровень, да и задачи другие - больше практические. Поэтому обсудить ошибки при конструировании антенн было бы полезно (действительные ошибки, а не анекдотические случаи), а пока действительно всё тривиально...

[4Z5LF]

Я думаю, что моя заметка достигла своей цели - ещё раз обратила ваше внимание на важность процессов, происходящих в ближней зоне антенны, и тему можно закрыть. А что касается упрёков в том, что я повторил уже известное, то я могу сказать: уравнения Максвелла известны уже полтора столетия, но глупости делают до сих пор. Если пройтись по темам этого форума, можно найти множество таких примеров.
Обычно авторов заметок "теоретического" плана спрашивают: а у тебя самого какая антенна? С удовольствием расскажу. Моя антенна схематически показана на этом рисунке:

Я живу в небольшом одноэтажном доме в старом районе Ашкелона. Рядом нет многоэтажных домов. Домик не мой, я его снимаю, поэтому не могу ничего ставить на крыше. Соседи вокруг в основном пожилые люди, заботящиеся о своём здоровьи, поэтому антенна не должна быть громоздкой и слишком заметной. И наконец, участок земли вокруг дома маленький, и я не могу поставить антенну длиннее 15 метров. Это мои условия.
Мои требования к антенне: она должна обеспечивать надёжную связь с друзьями в Израиле на "сороковке" и быть достаточно эффективной для дальних связей на "двадцатке". Работа на высокочастотных диапазонах сейчас, в период невысокой солнечной активности, бывает эпизодически, и рассчитывать на них антенну нет смысла. Если есть прохождение, то для нормальной работы на 15 и 10-метровом диапазонах достаточно нескольких ватт, потому что потери в ионосфере падают по мере повышения частоты. На диапазонах 160 и 80м я работать не могу, сильные помехи от проходящей недалеко от дома высоковольтки.
Моя антенна представляет собой немного укороченный полуволновый диполь на 40м с асимметричным питанием. Недостаточная длина антенны восполняется ёмкостной нагрузкой в виде "сопли" длиной 2м, свободно висящей на конце левого плеча диполя. Правое плечо длиной 6м работает как часть оттяжки. Вертикальные стойки высотой 8м сделаны из водопроводных полдюймовых труб. Просвет между антенной и коньком черепичной крыши дома 4м.
На рисунке красными и синими линиями показано распределение токов в антенне на 40м, полученное при моделировании на MMANA. Видно, что большие токи возбуждаются в стойках, что нехорошо. Это из-за наличия вертикальных элементов антенны. Однако что есть - то есть. Чердак и потолок дома попадают в ближнюю зону, что тоже не подарок. Но на чердаке нет водопроводных труб и кабелей, а электрическая проводка дома довольно скудная, что хорошо.
Кабель питания антенны - телевизионный 75-омный. На диапазонах 40 и 20м КСВ в кабеле около 5, что приводит к потере мощности в нём 10-15%. Вполне терпимо. В ближней зоне теряется больше. На высокочастотных диапазонах потери в кабеле больше, но зато в ближней зоне меньше. Встроенный тьюнер моего TS-440SAT вполне справляется со своей задачей на всех любительских диапазонах. Так что и с этой далеко не самой лучшей антенной можно работать.

[R3MM]

А что касается упрёков в том, что я повторил уже известное, то я могу сказать: уравнения Максвелла известны уже полтора столетия, но глупости делают до сих пор.

Максвелл и другие не при чём, люди (человечество) делают глупости на протяжении всего своего развития и не только в радиотехнике. Как пример, сообщение выше.

[UA4HAZ]

Недостаточная длина антенны восполняется ёмкостной нагрузкой

Попробовал смоделировать вашу конструкцию (упрощённо, без мачт) в MMANA. Обращает на себя внимание всё-таки высоковатый КСВ, причинами чего могут быть 1) коротковатое полотно; 2) влияние мачт; 3) влияние фидера, не перпендикулярного полотну. Ничего не пишете о том, есть ли запорный дроссель на фидере - в асимметрично запитанных антеннах очень важный элемент, без него фидер начинает работать как часть полотна антенны, попутно увеличивая КСВ. Антенна также напоминает "исковерканную" VP2E - если есть возможность, именно её я и рекомендовал бы изготовить, 2-хдиапазонный вариант. Когда я делал такую, то пришлось повозиться с запорным дросселем, очень капризный элемент оказался. Либо слегка изменить конфигурацию вашей антенны, как в прилагаемом файле. Конечно, поскольку высота небольшая, и мачты металлические (очень рекомендую всё-таки деревянные), лучше бы промерить параметры антенным анализатором. Прилагаю также исходный файл моей VP2E.

[RU3ACM]

Разговоров было много, а кончилось тем, чем можно было предположить с самого начала - ничем... Увы, здесь не тот уровень

Но это ведь - азбучная истина, априори известная всем хоть что-то читавшим об антеннах! Смотрите хоть у того же И.Гончаренко - он неоднократно по тексту книг говорит о важности учёта размеров ближней зоны (0.16 лямбда). Что обсуждаем?

Согласен, что обсуждать, с какой стороны закрепить разъем на антенне - справа или слева, гораздо полезнее в практическом смысле.
Но есть еще чувство любознательности . После прочтения популярной литературы для радиолюбителей остаются вопросы, на которые не нашел ответа.
Считаю, что тема, начатая Юрием, будет интересной (можно будет оценить по количеству просмотров).
По поводу "уровня" радиолюбителей не согласен.
На форумах "чистых" физиков встречал такие перлы уважаемых участников в отношении длинных линий и ближнего поля антенны, что возникали сомнения в их "учености"

Электрическое и магнитное поля ближней зоны такие же, как если бы по проводу антенны протекал постоянный ток. Поэтому они в теории антенн называются "квазистационарными". Но при переменном токе по силовым линиям электрического поля протекает ток смещения (ёмкостный). А как этот ток смещения порождает вихревое магнитное поле, и т.д., я показал в своей заметке. Надеюсь, это понятно.

Юрий, этот абзац нужно удалить кнопкой "редактирование"
Очень грамотный текст в первом сообщении никак не сочетается с приведенным выше.
(все не так ).
Ощущение, что писали разные люди.
ИМХО

[UA4HAZ]

Но есть еще чувство любознательности.
По поводу "уровня" радиолюбителей не согласен.

Виноват, наверное, неправильно выразился насчёт "уровня" - конечно, я не имел в виду общий уровень... просто круг интересов большинства р/л лежит где-то в стороне. Как говорил К. Прутков - "нельзя объять необъятное". Ну а насчёт любознательности - может быть, интереснее обсудить идеи Харченко? К примеру, он отрицает наличие тока смещения у антенн... Да и практические результаты тоже есть...

[RV3RF]

читаю, что тема, начатая Юрием, будет интересной (можно будет оценить по количеству просмотров).

Я так-же думаю - тему обсуждение нужно продолжать Есть теоретики так-же и практики, и как одни так другие нужны- а в обсуждении р/любители черпают что-то новое для себя. И только обсуждать я думаю нужно с меньшими
эмоциями, а то это приводит -к крайним последствиям и тему закрывают.

Добавлено через 2 часа 16 минут

Моя антенна представляет собой немного укороченный полуволновый диполь на 40м с асимметричным питанием. Недостаточная длина антенны восполняется ёмкостной нагрузкой в виде "сопли" длиной 2м, свободно висящей на конце левого плеча диполя. Правое плечо длиной 6м .

Юрий, ответьте- как я понял у вас классический виндом 27--13
только уменьш. в 2 раза.. трансформатор наверху стоит? Икакие
самые дальние связи на разных диапаз. были,все таки у вас не
чистый горизонтал.TKS...

[4Z5LF]

Попробовал смоделировать вашу конструкцию

Спасибо за то, что уделили внимание этой довольно ординарной антенне. Я конечно тоже моделировал её в нескольких вариантах. Этот если не лучший, то по крайней мере оптимальный в моих условиях. Да, конечно стойки вносят потери, но ставить что-то непроводящее мне и не по средствам, и не по силам (я пенсионер, живущий на пособие, а возраст указан под позывным). Поэтому я уже менять ничего не буду. Кроме того, в любительстве я уже "перегорел", не гоняюсь за дипломами, и только с удовольствием работаю дигитальными модами. Мне очень нравится ROS, прямо чудеса творит! Станцию не слышно и почти не видно на анализаторе спектра, а сигнал читается с приличной достоверностью.
Кабель у меня симметрирован ферритовыми трубочками, применяемыми в компьютерах. Они надеты на кабель почти через каждый метр. А большой КСВ при коротком и довольно добротном кабеле - это не трагедия. Потери в кабеле 10-15% - это даже неплохо по сравнению с другими потерями. Так что это не предмет моих забот. Меня, как и наверное всех городских радиолюбителей, больше беспокоит всё увеличивающийся уровень помех от промышленных и бытовых электроприборов. На низкочастотных диапазонах я уже не могу работать из-за сильных помех. Друзья, выезжающие на "полевой день" за город, отдыхают душой от этого шума. Кстати, заходите в мой блог на ЖЖ http://yuri4z5lf.livejournal.com/, там есть раздел, посвящённый радиолюбительству http://yuri4z5lf.livejournal.com/240835.html.

[RU3ACM]

может быть, интереснее обсудить идеи Харченко?

При всем моем уважении к Харченко, его идеи "возникновения циклов лучистой энергии" не возбуждают желания вникать в тонкости объяснений. Это из области альтернативной физики. Польза от неё нулевая.
После того, как он разделил фотоны на "мой фотон, обладающий массой покоя" и "фотон Планка", а также заявление о ложности теории Эйнштейна, читать совсем не хочется......

[4Z5LF]

Я так-же думаю - тему обсуждение нужно продолжать Есть теоретики так-же и практики, и как одни так другие нужны- а в обсуждении р/любители черпают что-то новое для себя. И только обсуждать я думаю нужно с меньшими
эмоциями, а то это приводит -к крайним последствиям и тему закрывают.

Добавлено через 2 часа 16 минут


Юрий, ответьте- как я понял у вас классический виндом 27--13
только уменьш. в 2 раза.. трансформатор наверху стоит? Икакие
самые дальние связи на разных диапаз. были,все таки у вас не
чистый горизонтал.TKS...

как я понял у вас классический виндом

Честно говоря, я не очень понимаю, что такое "классический виндом". У меня полуволновый диполь с асимметричным питанием, а "виндом" это или нет, я не знаю. Я начал с того, что промоделировал в MMANA то, что у меня размещалось на участке. Горизонтальную часть длиной 11 метров не трогал. Играл правым (наклонным) плечом и ёмкостной нагрузкой. Добился приличного КСВ на двух диапазонах, 40 и 20м. Когда установил антенну, в ней оказалась избыточная ёмкость, я укоротил ёмкостную нагрузку - и всё. Реальный КСВ похуже, чем на модели, но в пределах разумного. Кабель короткий, потери в нём небольшие.
По поводу "самых дальних" связей - это зависит от прохождения. Где-то недели две назад было хорошее прохождение (SN=160, как в годы хорошей солнечной активности), я работал программой ROS, и провёл на 20м подряд две связи: одну с ZL, вторую с PY. Днём!

Добавлено через 18 минут

текст в первом сообщении никак не сочетается с приведенным выше

Я не вижу несоответствия

Добавлено через 11 минут

Я имел в виду тему на CQHAM http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=18964&page=1

Я прочитал, спасибо за ссылку. Действительно обсуждение там быстро завяло. Среднему радиолюбителю нельзя лезть слишком глубоко в физику, это область для профессионалов. Я тоже могу написать решение уравнений Максвелла для диполя, и со смаком рассказывать, что означает каждый член уравнения. Но пока я дойду до практических выводов, все уснут или разбегутся.

[RV3RF]

не гоняюсь за дипломами, и только с удовольствием работаю дигитальными модами. Мне очень нравится ROS,

Юрий, да и не надо охватывать все необьятное, занимайтесь тем что Вам
интересно -- т.к. .любимое хобби должно приносить удовольствие.
И то что есть р/любители в таком возрасте меня очень радует.
GOOD LUCK !!!

[4Z5LF]

то что есть р/любители в таком возрасте меня очень радует

Есть и постарше. В соседнем со мной городе Ашдоде живут два моих друга Костя 4Z5AG и Миша 4Z5JU, они на годик меня старше. И гораздо активнее!