Антенна длинный провод в городских условиях

[Creator]

На НЧ диапазонах, достаточно сложно Удалить антенну от "металлоконструкций, сооружений, земли" из-за геометрических размеров антенны и большой "ближней зоны".
Как показала практика, в городе - лучше питать "проволочные антенны" напряжением!
Учитывая то, что в длинном проводе - дальний конец будет всегда иметь "пучность напряжения", получаем, что нужно использовать антенну не менее 1/2 волны!
Либо это полуволновый диполь, запитанный коаксиальным фидером в середину, либо это "длинный провод" с длиной, кратной полволны, запитанный с конца!

Для уменьшения геометрических размеров, при сохранении электрической длины половина волны, оптимально применять сосредоточенные элементы(катушки, "фильтры пробки").

Укорачивать полволны за счёт изменения формы провода при несимметричной запитке, реализуемо, но
а) требует очень хорошей развязки фидера, т.к. ток будет затекать на фидер в "продолжение" электрической полвоны;
б) в точке запитки - достаточно высокие токи, соответственно - расположение этой точки вблизи здания, металлоконструкций, приведёт к ухудшению параметров антенны.

Вывод: Антенна "длинный провод" имеет неплохие параметры в том случае, если её геометрические размеры не менее 1/2 волны и она удалена от металлоконструкций, от земли - на 1/4 - 1/2 волны.
Применение физического укорочения, при сохранении "электрической длинны" - возможно, но как правило, приводит к снижению КПД!
Любое "физическое укорочение", нужно проводить с оглядкой на окружающие предметы, здания, сооружения, высоту установки и пр.

[Creator]

Вы, похоже, что-то перепутали, или я Вас не так понимаю.

На первом рисунке антенна явно длиннее, чем на втором - наверное "J" всё же на первом.

Я написал - "не проводилось масштабирование рисунков"!
Ниже, разжевал рисунок.
На первом рисунке, именно Ваша Антенна!
Там не укладывается полволны до "шлейфа"!

На втором рисунке - именно J-антенна!
Полволны - запитанные через 1/4 "трансформатор".

КПД J-антенны, в подобных условиях размещения - Выше!
На третьем - 55 метров (40+15) с установленным "фильтром пробкой" на расстоянии 40 метров от точки запитки.
Ток для 160 метрового диапазона.
Прекрасно работает и на 80-метров! Естественно, Г-контур переключается в точке запитки.

На первом рисунке, Ваша антенна, дорисуйте в сторону фидера(за подключением шлейфа) токи, которые будут затекать на фидер...

Простите, но я бы - не рекомендовал Вашу антенну к повторению.
При 73 метрах "размаха", бороться с "дросселями" и пр.?

Добавить 11 метров провода и получить нормальный, полуволновый диполь!
Из трёх рисунков, оптимальна J-антенна!
Уменьшение реальных геометрических размеров за счёт сосредоточенных элементов -в антенне Creator.
Антенна RJ3FF - будет проигрывать J-антенне, при этом иметь всего на 11 метров меньше габариты, чем полуволновый диполь!

Кстати, в чём причина "широкополосности" Вашей антенны, Вы знаете?

[RV3MP]

Но зачем тратить кабель на такую ерунду?

Много обрезков. Сращивать куски - лень и трудно. Использовать как кабель... при такой длине - смысла нет.
Использую для поделок.

[UR5FIL]

Интересно, надо изучить. Вот модель бы ещё ...
Впрочем, если это то, что изображено на четвёртом рисунке, возникает вопрос:"А чем она излучает?". Короткой петлёй?

В описаниях к F-антенне (см к примеру приложения), поляризация - вертикальная. Соответственно должна излучать вертикальными элементами своей конструкции (не знаю, насколько это применимо к антенне Бевереджа))).

Предполагаю, что основное излучение от вертикальной 12 метровой части (как и в случае Inv-L). L-часть можно выполнить и по другому

Изначально F-антенна разрабатывалась как проволочная.

->Скрытый текст<-

The inverted-F antenna was first proposed in 1958 by the group at Harvard led by Ronold W. P. King.[4] King's antenna was in wire form and was intended for use in missiles for telemetry.[5]

Antennas_ The Inverted-F Antenna (IFA).pdf

PIFA_Planar_Inverted_F.pdf

[UR5FIL]

На самом деле, на рисунке электрическая "четвертуха" запитанная через петлю!
Запитайте её через какое-то СУ, распределение тока вдоль полотна антенны не измениться!
На конце проводника - пучность напряжения, 1/4 от конца - пучность тока.

Чтобы описанная четвертьволновая F-антенна работала хорошо, ей необходимо "второе плечо" а то и система "противовесов".

Понятно, чудес не бывает. Петля - тоже 1/4 ))) И "пучность напряжения" приходит туда, где "пучность тока". Расстояние между ними - 5 см (ширина симметрирующего трансформатора 1:1, включенного между центральной жилой и оплеткой). Так что там будет, "пучность напряжения" или "пучность тока" ? )))

[Creator]

Понятно, чудес не бывает. Петля - тоже 1/4 ))) И "пучность напряжения" приходит туда, где "пучность тока". Расстояние между ними - 5 см (ширина симметрирующего трансформатора 1:1, включенного между центральной жилой и оплеткой). Так что там будет, "пучность напряжения" или "пучность тока" ? )))

нет.
петля - есть петля
Электрически, на конце "штыря" - пучность напряжения.
Вторая "пучность напряжения" - электрически на "полволны" от первой.
С учётом возможного физического укорочения, то это или в противовесах или в "контуре дома" или в фидере или...
Между этими "пучностями напряжения" - располагается "пучность тока".

В F-антенне, судя по всему, пучность тока недалеко от точки запитки.

То есть, насколько я понял, это обычный Вертикал, запитанный петлёй.
Можем изменить конструкцию! Например, взять любой кусок провода, "навесить" в центре петлю и согласовать!
Но, на концах будет пучность напряжения.

Уводите "пучности тока" подальше от зданий, металлоконструкций, земли! На НЧ диапазонах, это очень важно как для получения высокого КПД, углов излучения, помех на приём...

[RJ3FF]

Простите, но я бы - не рекомендовал Вашу антенну к повторению.

Я тоже не рекомендую тем, кто не имеет опыта работы с измерительными приборами.
И, тем более, тем, кому лень возиться с дросселем.
Повторю: без полной отсечки синфазных токов эту антенну даже называть антенной не стоит. Так что зря вы дорисовали в модели фидер.
Антенна проектировалась исключительно под 2 цели:

Направить "ноль" ДН к зданию.
Получить широкую полосу при удобной механике.
Это НЕ антенна начинающего.

Что касается КПД:

Антенна RJ3FF - будет проигрывать J-антенне, при этом иметь всего на 11 метров меньше габариты, чем полуволновый диполь!

Слабо подтвердить это на уровне модели , прежде чем рекомендовать , или не рекомендовать.
Неужели не знаете как с помощью модели оценить КПД ( ну, хотя бы без учёта потерь в земле).

По моим оценкам КПД этой антенны примерно на 0,2 дБ ( если не ошибаюсь) выше, чем у J.
Пока ваши аргументы носят лишь умозрительный характер.

[R1AIT]

Применение физического укорочения, при сохранении "электрической длинны" - возможно, но как правило, приводит к снижению КПД!

или КПД разменивается на добротность, но, опять же, с соответствующим сужением полосы. На прием этот процесс хорошо описал RA3AAE тут: ПРИЕМНАЯ АНТЕННА — ЭТО “ЧЕРНАЯ ДЫРА”?

[Creator]

Так что зря вы дорисовали в модели фидер.

Я не дорисовывал фидер!
60 метров провода запитанных двухпроводной линией 13 метров!

Антенна проектировалась исключительно под 2 цели:

Направить "ноль" ДН к зданию.
Получить широкую полосу при удобной механике.
Это НЕ антенна начинающего.

Согласен!
Но... "ноль к зданию" будет и у полуволнового диполя, у полуволнового "длинного провода", притом именно у Электрически(а не физически) полуволнового!
Смотрите, ведь W3DZZ на 160-80 метров имеет физ. длину 66 метров и не излучает "в торец"!

Что касается КПД:

Да нет, касаемо КПД всё очень просто и легко.
Любое физическое укорочение антенны(при том же конструктиве и материалах), приводит к снижению КПД!
Эффективная антенная площадь... сами посмотрите.

Далее, касаемо "полосы"!
Мы не говорим о антеннах бегущей волны и пр.!
Добротность антенны.
Как и в колебательном контуре, добротность обратно пропорциональна... потерям!
Это и омические потери в проводниках, это и "нагрев" окружающих предметов, это... да там куча всего.
Если Ваш "диполь на 160-метров" неожиданно стал широкополосным, скорее всего.. у Системы или несколько резонансов(фидер или даже какие-то металлоконструкции) или же громадные потери в окружающих предметах!
Зашунтируйте параллельный контур резистором, расширите полосу и... увеличите потери.

По моим оценкам КПД этой антенны примерно на 0,2 дБ ( если не ошибаюсь) выше, чем у J.

Нереально от укороченной антенны требовать КПД выше, недели у полноразмерной, выполненной из того же самого материала!
Если сможете показать, что 60 метровый кусок провода, запитанный двухпроводной линией имеет выше КПД чем полуволновый диполь на той же высоте, в тех же условиях - буду признателен, притом - не только я.

[Creator]

или КПД разменивается на добротность, но, опять же, с соответствующим сужением полосы. На прием этот процесс хорошо описал RA3AAE тут: ПРИЕМНАЯ АНТЕННА — ЭТО “ЧЕРНАЯ ДЫРА”?

Интересная статья, увы не по теме "длинный провод".
Почерпнул кое-что интересного из неё, что позволило увеличить усиление направленной антенны!

P.S. Увеличение полосы пропускания при сохранении высокого КПД... возможно при увеличении эффективной площади антенны, если что.
С другой стороны, если не расширять полосу и увеличивать эффективную антенную площадь, получим выше КПД!
Всё просто...
Если же у укороченной антенны(у укороченных антенн - выше добротность сравнительно с полноразмерными) - широкая полоса, то...

[RJ3FF]

Любое физическое укорочение антенны(при том же конструктиве и материалах), приводит к снижению КПД!
Эффективная антенная площадь... сами посмотрите.

Далее, касаемо "полосы"!
Мы не говорим о антеннах бегущей волны и пр.!
Добротность антенны.
Как и в колебательном контуре, добротность обратно пропорциональна... потерям!
Это и омические потери в проводниках, это и "нагрев" окружающих предметов, это... да там куча всего.
Если Ваш "диполь на 160-метров" неожиданно стал широкополосным, скорее всего.. у Системы или несколько резонансов(фидер или даже какие-то металлоконструкции) или же громадные потери в окружающих предметах!
Зашунтируйте параллельный

Опять вокруг да около :-)

Наш диполь стал широкополосным не из-за потерь, а из-за того, что у него именно такая импедансная характеристика ( зависимость активной и реактивной составляющей входного сопротивления от частоты.

Вы наверное и не попробовали посмотреть графики R(f) и jX(f) в модели.

Так как насчёт попытки доказать свою правоту, оценив КПД по модели?
Слов то умных , но чаще опрометчивых, много наговорили. А как насчёт доказательств.
Если сами не знаете как оценить потери в проводе ( без учёта вносимых потерь в земле для начала) , могу подсказать.
Впрочем , это элементарно.

[R1AIT]

2 Creator
А получится нарисовать такой график распределения напряжения для полуволнового полотна с настроенным на эту частоту контуром на конце? Контур можно не в масштабе.

[Creator]

А как насчёт доказательств.
Так как насчёт попытки доказать свою правоту, оценив КПД по модели?

На этой антенне работал RV3FF в каком то тесте.
Напомните, в каком.
Сколько Ватт было в антенне.
Потом, сравните уровни по RBN c другими станциями...

Он не пробовал сравнивать свой же уровень с другими передающими антеннами?

Касаемо "реактивностей", да я в курсе, что и как.
Антенна - резонансная!
Условие резонанса "контура" |xL|=|xC|
Если Ваша антенна увеличивает "в точке запитки" R и снижает комплексную составляющую, простите...это уже не резонансная антенна со всеми вытекающими.
Расширение полосы- возможно в "двухконтурной системе"!
Например, последовательный и параллельный контур, как у Гончаренко:
http://dl2kq.de/ant/3-65.htm

[Creator]

2 Creator
А получится нарисовать такой график распределения напряжения для полуволнового полотна с настроенным на эту частоту контуром на конце? Контур можно не в масштабе.

Зачем рисовать контур?
Распределение напряжения вдоль полуволнового полотна - аналогично распределению вдоль диполя.
Максимумы напряжения на концах провода, максимум тока - по середине.
Запитка с конца - высокое входное сопротивление, можно параллельным контуром или Г-контуром.
Ток в антенне, в точке запитки - небольшой, питаем напряжением, поэтому "противовес" может иметь небольшую длинну.

[R1AIT]

Зачем рисовать контур?
Запитка с конца - высокое входное сопротивление, можно параллельным контуром или Г-контуром.

А я пока про запитку ничего не писал. Вы предлагали использовать сосредоточенные элементы для удлинения/укорочения? Я это и предлагаю. Два сразу. Поскольку, как минимум один из них можно перестраивать, получаем колебательную систему с возможностью изменения резонансной частоты. Т.е. с уходом частоты от резонансной для полотна, возникающую реактивность можно компенсировать подстройкой контура. В обсуждаемых выше антенах вопроса: "рисовать ли шлейф?" у вас почему-то не возникало.

Зачем контур рисовать, становится понятно по рисунку.