Настройна кабеля в резонанс

[ES4RZ ex UL7WI]

Беньковский,Лепинский. Москва" Радио и Связь" 1983.
Глава 3, Питание антенн,3.1....нерезонансное питание..Rвых.пер=Zo=Rа Это лучший вариант.
Резонансное питание, когда равенства нет и приводятся примеры линий для трансформации сопротивлений.

[RU3AX]

Первоначальное сообщение от es4rz
Беньковский,Лепинский. Москва" Радио и Связь" 1983.
Глава 3, Питание антенн,3.1....нерезонансное питание..Rвых.пер=Zo=Rа Это лучший вариант.
Резонансное питание, когда равенства нет и приводятся примеры линий для трансформации сопротивлений.

На самом деле мы все обсуждаем возможные ответы, не понимая до конца (я - это точно) смысла исходного вопроса.

Что касается термина резонансное питание" я тоже встречал в литературе давних лет, когда речь шла о ситуации с КСВ не равном 1 и выборе длины линии (фидера) для трансформации исходного импеданса в нечто другое (более подходящее). Хотя на практике примеры практически всегда ограничивают полуволновым и четвртьволновым трансформаторами. Но эдесь применение слова "резонансный" все-таки некорректно.

[ES4RZ ex UL7WI]

В двух источниках названо по разному:
-согласованная линия питания;
-резонансная линия питания.
У Г.З. Айзенберга( КВ антенны) вообще одни дифуравнения на пол-страницы.
Я откликнулся не из-за глубокого знания, а потому, что самое простое иметь СУ между кабелем и антенной (линия бегущей волны, без КСВ, естественно). Обычно, так все поступают в КВ антеннах. Лишь некоторые одаренные любители делают сложные антенны, но уверен, что у них за спиной образование в этой области.

[RU3AX]

Первоначальное сообщение от es4rz
...самое простое иметь СУ между кабелем и антенной (линия бегущей волны, без КСВ, естественно). Обычно, так все поступают в КВ антеннах. Лишь некоторые одаренные любители делают сложные антенны, но уверен, что у них за спиной образование в этой области.

Увы, это не так. По большей части многодиапазонные антенны имеют приличный КСВ на части диапазонов и применения СУ не избежать. Такое решение (СУ у антенны) реально лишь для профессионалов. Фирма "Роде и Шварц" выпускает, например, диполь с согласущим устройством в точке питания. Диполь не проволочный, а из трубок - на верху мачты и согласующее устройство. Вот у этой антенны на ЛЮБОЙ частоте КСВ в кабеле 1.

[UR4III]

Mmbubo Mmbembu
Думаю, что Ваше объяснение с «беганьем туда-сюда» отраженки неточно. Если бы можно было бы измерить КСВ в полотне антенны (только не у антенны бегущей волны), то и там бы мы обнаружили существенный «стояк». Это не означает, что антенна отражает часть мощности. Просто соль согласования заключается вводе всей цепочки: «колебательная система передатчика – линия питания – антенна» в РЕЗОНАНС. Для лампы (транзистора) эта нагрузка чисто активная и ВСЯ мощность идёт на излучение. Ну, а ввод в резонанс можно достигнуть разными методами.

[ES4RZ ex UL7WI]

Под обычной радиолюбительской антенной я подразумеваю диапазонную (Яги,квадраты на 40-10 метров).
При определенных условиях многодиапазонные проволочные антенны (W3DZZ, G5RV...) тоже применяются...

[RN6L]

Первоначальное сообщение от RU3AX
На самом деле мы все обсуждаем возможные ответы, не понимая до конца (я - это точно) смысла исходного вопроса.

Так и и о том же. Автор темы задал вопрос весьма пространно, да потом еще сделал вид что обиделся на ответ, соответственно тоже пространный.
Постепенно тему развили по поводу целесообразности полуволновых повторителей в том числе.
Я "увлекаюсь" антеннами. Первая антенна радиолюбительская, в изготовлении которой я принял участие была построена в 1984г. Это 4ел. Yagi на 40-ку. За 20 лет радиолюбительства и профессиональной деятельности в связи своими руками изготовил достаточное количество антенн в диапазоне от 1.8 МГц до ДМВ.
Кстати полуволновый повторитель очень помогает во время настройки. Последнее время всегда стараюсь его использовать. Причем когда имеешь дело с низкими частотами, то настраивать его и не нужно (повторитель). Разброс в коэфф. укорочения с лихвой компенсируется тем, что диапзоны наши узкие. Поэтому на НЧ просто принимаю Ку полиэтиленового кабеля за 0.667 и отмеряю обычной рулеткой. На десятку извините диполь строить у меня рука не поднимается, там Yagi Optimizer вполне справляется и я забыл, когда Yagi настраивал. Кстати о Yagi давным давно забросил попытки строить всяческие гаммы, омеги и т.п. Просто при расчетах задаюсь определенным сопротивлдением и использую 1/4 волновый трансформатор. в случае разрезного вибратора (на КВ), на УКВ/ДМВ чудесно себя чуствуют шлейфвибратор.
Когда надо настроить кусок кабеля на высоких частотах, использую АЧХ-метр, у меня их два - Х1-48 и Х1-50. В принципе хватает.

Ну про открытый фидер и диполь произвольной длины + СУ в конце фидера уже столько написано в разных местах, что и повторяться лень, это давно классикой стало.

Кстати потери в коаксиальном повторителе на НЧ диапазонах невелики, поэтому вариант согласования после повторителя тоже имеет право на жизнь, хотя в этом случае реактивность компенсировать лучше всетаки у самой антенны.

Еще раз с Новым Годом!

[UR4III]

Mmbubo Mmbembu
Я написал, что Ваше объяснение с «беганьем туда-сюда» отраженки неточно и вот почему. Цитирую Ваше сообщение, в котором мною выделены ключевые места.

//Напомню, что П-контур согласовывает сопротивление анодной цепи передатчика Rа с комплексным (в общем случае) сопротивлением Zф, которое получается в начале фидера после того, как фидер в свою очередь перетрансформирует входное сопротивление антенны к своему началу.ПРИЧЕМ ЭТО СОГЛАСОВАНИЕ ВЫПОЛЯЕТСЯ ТАКИМ ОБРАЗОМ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ НА ЭТОМ СОПРТИВЛЕНИИ Zф МАКСИМАЛЬНУЮ МОЩНОСТЬ.
То есть получается, что П-контур выполнен так, что он всегда идеально согласован с сопротивлением, существующим в начале фидера.
Поэтому отразившаяся часть мощности "не видит" на своем пути никакой неоднородности в виде П-контура и прямиком проскакивает на анодную цепь. Точно также, как она проскакивала бы в антенну, если бы антенна была идеально согласована с фидером (имела то же входное сопротивление, что и волновое фидера).
…
Что же произойдет на аноде с этой отраженной мощностью? …ОНА СЛОЖИТСЯ С ТОЙ,КОТОРАЯ ОБРАЗУЕТСЯ НА АНОДЕ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ УПРАВЛЯЮЩЕГО СЕТОЧНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, СОЗДАВАЕМОГО ДРАЙВЕРОМ, И ВМЕСТЕ С НЕЙ ПОБЕЖИТ НАЗАД, К АНТЕННЕ.
Поскольку потерь в фидере нет, то, добежав до антенны, эта отраженная мощность в свою очередь разделится на ту, которая попадет в антенну, и ту, которая опять пойдет по фидеру назад, к аноду.
Таким образом, получается, что ОТРАЖЕННАЯ МОЩНОСТЬ МНОГОКРАТНО ЦИРКУЛИРУЕТ ПО ФИДЕРУ,ПРОНИКАЯ В АНТЕННУПОРЦИЯМИ ДО ТЕХ ПОР, ПОКА ВСЯ НЕ ПОПАДЁТ В АНТЕННУ.//

Теперь комментарии.

// отраженная мощность многократно циркулирует по фидеру, проникая в антенну порциями до тех пор, пока вся не попадет в антенну.//
Если не устранена причина отражения, то отраженная мощность никогда полностью в антенну не попадёт. В Вашем высказывании логическая неточность.


// Она сложится с той, которая вновь образуется на аноде под воздействием управляющего сеточного напряжения, создаваемого драйвером, и вместе с ней побежит назад, к антенне.//
В популярной форме в книгах этот момент объясняется так. Отраженная мощность вычитается из падающей, что приводит к недоиспользованию выходного каскада по мощности. У Вас падающая мощность состоит из мощности, «снимаемой» с анода лампы, плюс отраженная мощность. В линии питания эти мощи встречаются. Результирующая мощность равна мощности снятой с анода. То есть ВСЯ мощность выходного каскада уходит в антенну. За счёт чего?
А за счёт согласования! Посмотрим внимательно, в чём его суть.


// Причем это согласование выполняется таким образом, чтобы получить на этом сопротивлении Zф максимальную мощность. …//
Если мы говорим о максимальной отдаваемой выходным каскадом мощности, то подразумеваем какой-то режим его работы (критический, перенапряженный и т.д.), который зависит ещё и от напряжения возбуждения. Возможны случаи, когда согласование П-контуром может вывести каскад из заданного режима. Ну, будем считать, что П-контур этого не допустит.
П-контур представляет собой обычный параллельный контур, в котором емкость заменена двумя последовательно включенными емкостями, использующимися как емкостной делитель. Манипулирую значениями этих емкостей, и быть может индуктивностью катушки, можно согласовать сопротивление анодной нагрузки и сопротивление на входе линии питания.
Только с каким сопротивлением производится согласование?
Согласовать можно только активное сопротивление, на котором ток и напряжение совпадают по фазе. Если бы мы могли согласовать комплексное сопротивление, то оно бы внесло в анодную цепь реактивность и ухудшило работу каскада.
Поэтому П-контур слегка расстраивают, внося в систему реактивность, равную по величине реактивности на входе линии питания и обратную ей по знаку. Теперь на входе линии питания НЕТ реактивности!
А что есть на другом её конце, на входе антенны?

Здесь нужно немного отвлечься и вспомнить процессы, происходящие в линиях при несогласованной нагрузке. В них устанавливается режим смешанных волн. Бегущей, в которой ток и напряжение совпадают по фазе и поэтому они переносят эл-маг. энергию в нагрузку, и стоячей, в которой ток и напряжение сдвинуты по фазе на 90 гр. и поэтому превращают часть мощности в реактивную. Правда, в некоторых точках линии (резонансных) со стоячей волной ток и напряжение совпадают по фазе. И если эту точку совместить с входом антенны, то и «стояк» отдаст в неё мощность.

Предположим, что входное сопротивление антенны активно, но не совпадает с волновым сопротивлением линии питания. На конце линии у антенны возникнет «стояк» и сопротивление линии в этой точке станет отличным от волнового с реактивной составляющей, вызванной несовпадением по фазе тока и напряжения.
Расстраивая П-контур, внося в систему «П-контур + линия питания» дополнительную реактивность можно добиться совпадения по фазе тока и напряжения на входе антенны. При этом система «П-контур + линия питания» окажутся в резонансе, что и нужно анодной нагрузке.
Как видите, ранее я сказал не всю правду. Реактивность, вносимая П-контуром, равная по величине реактивности на входе линии питания и обратная ей по знаку, может быть как частный случай. В общем случае соль «согласования» заключается во вводе всей системы «П-контур + линия питания + антенна» в РЕЗОНАНС!
В том, что в разговорах об антеннах чаще слышишь слова «согласование» и редко «резонанс» виноваты сами «антенные» кулибины.

С уважением, Владимир.

[RN6L]

Первоначальное сообщение от Mmbubo Mmbembu
На КВ очень удобно! При обычных для Яги сопротивлениях в четвертушке получается КСВ не больше 2,1. При сопротивлении антенны 27 Ом КСВ в четвертушке всего 1,4! Если еще из этой четвертушки выполнить дроссель, то получается и приемлемое симметрирование.

А как Вы выполняете симметрирование на УКВ при выбранной Вами системе согласования?

А на УКВ я расчитываю антенну на 50 (75) Ом для разрезного вибратора и применяю вибратор Пистелькорса, который в простейшем случае учетверяет сопротивление, затем U-колено 1/2wl приводит это к 50 (75) Омам и заодно симметрирует. Пробовал также четверть волновый стакан и просто трубку из колец ферритовых, надетых на кабель у самого вибратора.
На УКВ (при большом количестве директоров) от длины вибратора усиление практически не зависит, а только входное сопротивление, поэтому тут больше возможностей для согласования и симметрирования.

[RN6L]

[i]
В том, что в разговорах об антеннах чаще слышишь слова «согласование» и редко «резонанс» виноваты сами «антенные» кулибины.

С уважением, Владимир. [/B]

Однажды я сделал 5 ел. на десятку одному товарищу. Перед тем как ее изготавливать, предупредил, что гамму расчитывать пока не научился хорошо, поэтому сам будешь настраивать. А при ксв=2, сама антенна излучала достойно.

Он понастраивал ее при помощи соседа. После этого сосед этот придя к нам на фирму и узнав, что антенну расчитывал и изготавливал я, заявляет мне: "Вася ты не правильно расчитал антенну, у нее резонанс черти где, но не там где нужно." Точно такая антенна у нас стояла на коллективке. Сравнивали ее работу со многими в городе. Все были побеждены. Хотя в Ростове монстров антенных и нет, мы сами главные были. Только KT34XA, которая длиннее и имеет на 10-ке 6 елементов, и которую UA6LQ очень долго и тщательно настраивал смогла уступить "не очень много" - пару децибел по усилению.

Я в ответ спросил: "Витя, а что такое резонанс пятиэлементной антенны?" А он мне отвечает: "А это частота, где ксв = 1". Я не стал с ним спорить, доказывать, что у всех элементов свои резонансная частоты, которые и определяют диаграмму и уселение антенны, иными словами понятие "резонанс" в пятиэлементной антенне вообще не понятно из какой оперы. Не стал спорить и доказывать, ибо он любитель повторять фразу примерно такую. "Как это не бывает одной резонансной частоты в пятиэлементной антенне, вот например технические данные антенны фирмы KLM модель такая то, 5 елементов, резонансная частота 28.5. Американцы не дураки, в этой фирме толпа инженеров работает, не чета тебе"

На вопрос что такое резонансная частота антенны я могу ответить только в случае одноэлементной антенны, и ответ этот звучит так - Это частота, на которой антенна не имет реактивности во входном сопротивлении. В остальных случаях - извините, вообще вопроса такогоне понимаю.

[UR4III]

RA4AJF
Василий!
Поскольку Вы процитировали меня, приходится Вам ответить.

//На вопрос что такое резонансная частота антенны я могу ответить только в случае одноэлементной антенны, и ответ этот звучит так - Это частота, на которой антенна не имет реактивности во входном сопротивлении. В остальных случаях - извините, вообще вопроса такогоне понимаю. //

Я о резонансной частоте антенны нигде не писал. Я написал, что «соль» согласования при нестыковке сопротивлений выходного каскада, линии питания и антенны заключается во вводе системы «колебательный контур УМ + линия питания + антенна» в РЕЗОНАНС. Тогда всё мощность УМ попадает в антенну или по другому – сопротивление анодной нагрузки будет активным и при помощи элементов П-контура можно получить нужный режим работы УМ.
Наличие ксв=2 в линии питания как в Вашем случае вовсе не означает, что часть подводимой мощности не попадёт в антенну. Если не удалось приемлемо согласовать антенну с линией питания, «согласовывайте» линию питания с выходом УМ. У каждого способа есть свои +ы и –ы
С вашим пониманием резонансной частоты согласен. Однако не «понимаю», что такое «резонансная антенна», особенно для низкочастотных диапазонов.
Что касается резонансной частоты многоэлементной антенны, думаю, что Вы не правы. Да, резонансные частоты директора и рефлектора не совпадают с частотой вибратора. Ну и что? Излучение идёт на частоте вибратора, а длина директора выбирается такой, чтобы угол между наведенной эдс и током в директоре и, следовательно, излучение директора совпало по фазе с излучением вибратора. Длина рефлектора делается такой, чтобы попасть в противофазу. И директор и рефлектор работают не на собственных резонансных частотах, но в целом многоэлементная антенна ИМЕЕТ собственную резонансную частоту. Ваш товарищ ОТЧАСТИ прав.
С уважением, Вдадимир.

[RU3AX]

"Вот уже пошли изоклины....." из книши "Физики шутят".

[RN6L]

Нет, не буду ни опровергать, ни утверждаь. Тем более, что есть автор темы, у которого был вопрос. Если этот вопрос остался без ответа и автора он еще интересует, он найдет способ спросить. А получается - тема затравлена, мы с вами бьемся, а "Васька слушает да ест". Ну и пусть ест, лишь бы в пользу, а не в таблетку...

[RW4HM]

to Mmbubo Mmbembu:
Извиняюсь за задержку с ответом, отвлекли дела по работе.
Из всего сказанного получается, что помехи 2 рода могут присутствовать
в обоих вариантах питания антенны.
Напомню еще раз: рассматриваются компромиссные многодиапазонные антенны типа
диполя 2х20метров. И Вопрос: что лучше - питание такой антенны резонансной линией
или с помощью согласованной линии.

Попробую слегка обобщить, что тут уже сказали:
- Согласованная линия имеет постоянное сопротивление ,но к сожалению диполь
не имеет постоянного сопротивления при постоянных размерах и разных частотах.
Это приводит к двум вариантам- ставить СУ у антенны(очень хорошо, но громоздско)
или превращать согласованную линию в несогласованную и бороться с последствиями.
Последствия: борьба с телепузиками и высокими напряжениями в сложном СУ(расположенном на
балконе, т.к. по квартире вести придется согласованную линию в виде коаксиального
кабеля).
Если линия становится несогласованной и еще вдобавок двухпроводная открытая,
то все телепузики наши.... Избавится от помех можно экранировкой этой линии(
тяжелова-то будет) или отнесением пучности напряжения(это оно гадит)
подальше от телепузиков. А куда??? Если кругом одни телепузики.
Кстати, военным глубоко плевать, есть ли рядом телепузики или нет.
"Выходов из этого затруднительного положения вобщем-то немного.
Самый простой применяется в армии."
Получается, что мы сами себя загнали в угол?

[UR4III]

Mmbubo Mmbembu
//И я еще не согласен с тем, что на входе фидера теперь нет реактивности.//
Виноват. Хотел по проще. Правильнее – в системе «кол. контур + линия питания + антенна» нет реактивности, т. е. она находится в резонансе.

//>>>>
Согласовать можно только активное сопротивление, на котором ток и напряжение совпадают по фазе.
>>>
С чего Вы это взяли?
>>>>
Поэтому П-контур слегка расстраивают, внося в систему реактивность, равную по величине реактивности на входе линии питания и обратную ей по знаку. Теперь на входе линии питания НЕТ реактивности!
>>>>
Ну вот, Вы же только что согласовали и комплексное сопротивление. Легко и просто!//
Может быть это тавтология слов, но я считаю, что реактивность нужно компенсировать, а не согласовывать.

Спасибо за интересную и продуктивную беседу.
С уважением, Владимир.