Закрытие эффекта самосимметрирования петлевых антенн

[UR4III]

Эффект самосимметрирования петлевых антенн был открыт благодаря наблюдательности Николая UR0GT. Вот что он писал по этому поводу –
http://forum.qrz.ru/showthread.php?p...94587#poststop пост 51

«Я впервые сообщил об эффекте самосимметрирования на этом форуме а затем и на форуме "Hz" 19. 11. 2004, где он активно обсуждался почти месяц:
http://groups.yahoo.com/group/Hz/messages/5061
Вот отрывок одного из моих постов на форуме "Hz":
""....эффект объясняется тем, что электрические длины двух отрезков петли от точек питания до точки нулевого потенциала близки к полуволне или равны ей. .......А, как известно, импеданс полуволнового вибратора, запитанного с конца составляет несколько килоом. У согнутого - еще больше, достигая максимума, когда он, при дальнейшем сгибании, превращается в четвертьволновой шлейф, как каждая из половин у петлевого вибратора. Но, при любой, из рассматриваемых, конфигурации резонансной петлевой антенны, этот импеданс очень высок и поэтому току асимметрии просто некуда течь. Точнее, он ограничен этим высоким импедансом, и поэтому в сотни раз меньше, чем у диполя и других разомкнутых конструкций.
А если разомкнуть петлевую антенну в одном из узлов тока; например, один из боковых углов вертикального ромба, то эффект автосимметрирования исчезает - ток асимметрии возрастает в сотни раз! Он становится соизмерим с током асимметрии диполя. Вследствие этого, значительно изменяются и другие параметры антенны. ........ Ведь теперь электрическая длина "противовеса" равна четверти или 3/4 длины волны. "Противовес" стал "низкоомным" (как у диполя) и току асимметрии есть где разгуляться).
Ток асимметрии петлевых антенн можно подавить более чем на 40 дБ, если сделать эл. длину отрезков полотна от точек запитки до точки нулевого потенциала точно равными полуволне. Это актуально, в первую очередь, для петлевого вибратора, поскольку у других конфигураций исходная разница гораздо меньше».

Объяснение эффекта строится на том, что в понимании автора точка нулевого потенциала представляет разрыв провода антенны. Тогда действительно, в точке питания антенны на каждом конце фидера находились бы пучности зарядов и, вследствие максимальной силы их притяжения друг к другу, зарядам на оплётке невозможно было бы затечь на её внешнюю поверхность.
Но ведь разрыва нет! И волновая петля точно также как и диполь питается в пучности тока, в которой сила притяжения зарядов минимальна! В чём же здесь секрет, тем более, что моделировщик подтверждает снижение тока асимметрии? Например, в моделях RA6FOO - http://www.cqham.ru/forum/showthread...=14731&page=16 пост 152.

Причина была названа мной в той же теме форума после детального рассмотрения процессов в диполе и волновом квадрате, запитанном в середину одной из сторон. Заключается она в наводке дополнительных токов частями антенны друг на друга. Этот момент следует рассмотреть подробнее, так как решения моделировщика не раскрывают картину происходящих процессов. Итак «берите в руки карандаш, мы начинаем вечер наш!». Предстоит серьёзная мозголомка! Кому не интересно – дальше не читать!

Известно, что на одной клемме генератора в течение полупериода колебаний тока существуют положительные заряды, а на другой – отрицательные. Через полпериода полярность зарядов меняется. Если к генератору подключить линию и нагрузку, то в ней от генератора к нагрузке потекут токовые волны. Направление тока – вещь условная. Принято, что движение положительных зарядов к нагрузке принимается за направление тока к нагрузке. Движение отрицательных зарядов в том же направлении принимается за направление тока от нагрузки. Рисуем на листе бумаги условное обозначение генератора и вертикально вверх две параллельные линии, обозначающие фидер. Пусть в правом проводе линии к нагрузке движется полуволна положительных зарядов. Обозначим это движение стрелкой острием к нагрузке и оперением к генератору. В левом проводе линии к нагрузке движется полуволна отрицательных зарядов. Следовательно, направление тока обозначаем стрелкой остриём к генератору и оперением к нагрузке. Нагрузкой является диполь. Рисуем горизонтальные линии длиной в четверть волны вправо и влево от концов линии. Чтобы не заморачиваться процессами в линии (они нас в данном случае не интересуют), полагаем, что её длина менее полволны. Полагаем, что правый провод линии это оплётка кабеля, а левый – центральная жила. С жилой всё хорошо, так как зарядам не куда течь кроме как в провод диполя. Поэтому далее про жилу забываем.
Из точки соединения оплётки с половинкой диполя рисуем вниз, немного с наклоном ещё одну линию – это внешняя поверхность оплётки. Всё готово. Теперь рисуем и смотрим картинки с шагом в четверть периода колебаний.

Нулевой момент.
Фронт положительной полуволны зарядов находится в точке подсоединения провода фидера и провода диполя.

Через четверть периода.
Фронт достиг конца диполя. В точке питания амплитуда тока. Стрелка падающего тока: острие к концу диполя. Одновременно часть положительных зарядов затекла на внешнюю сторону оплётки. Стрелка тока – острием вниз, оперением к точке запитки.

Через четверть периода.
Фронт полуволны отразился от конца диполя и дошёл до точки питания. Стрелка тока отраженной волны – острием к точке питания. На конце диполя амплитуда тока. Конец полуволны положительных зарядов также в точке питания. Стрелка падающего тока – острием к концу диполя. Поскольку падающий и отраженный токи в любом сечении диполя противофазны и равны по величине, по всей протяженности половинки диполя ток равен нулю.

Через четверть периода.
Вот здесь внимание! В диполь затекает полуволна отрицательных зарядов. Начало полуволны достигло конца диполя. В точке питания амплитуда. Стрелка падающего тока оперением к концу диполя.
Часть отрицательных зарядов затекает на внешнюю поверхность. Стрелка тока острием к точке питания, оперением к концу оплётки.
Одновременно с отрицательными зарядами, которые сейчас представляют падающий ток, в половинке диполя находятся и положительные, представляющие отраженный ток. Конец положительной полуволны на конце диполя, амплитуда в точке питания. Направления токов падающей и отраженной волн совпадают! В половинке диполя максимальный ток.
Полуволна положительных зарядов втекает в провод линии и одновременно её часть - на внешнюю поверхность оплётки. Стрелка тока на внешней поверхности оплётки – острием вниз, оперением к точке питания.
Внимание! Ток положительной полуволны на внешней поверхности оплётки противофазен току отрицательной. Поскольку распределение токов пропорционально волновым сопротивлениям провода диполя и оплётки, то ток на оплётке близок или равен нулю!
Однако, ток отраженной волны вследствие преодоления активного сопротивления провода диполя и «потерь» на излучение меньше по величине, чем «свежий» ток падающей волны в точке питания. Поэтому ток на внешней поверхности оплётки не равен нулю.

Это у диполя. Теперь рассмотрим квадрат волновой длины с запиткой в центр одной из сторон. Боковые стороны квадрата не принимают участие в излучении, противоположные наводят друг у друга эдс. Направление токов падающих и отраженных волн в противоположных сторонах квадрата совпадают. Эдс, наведенное в стороне запитки противоположной стороной, отстаёт по фазе от «родительского тока» на 180 гр (расстояние между сторонами (λ\4 + 90° отставания индуцированной эдс), а направление наедённого тока согласно правилу Ленца противоположно направлению «родительского» тока. Таким образом, наведенный в стороне запитки ток совпадает по направлению с существующим здесь током. Т.е. наведенный ток подкрепляет своей энергией и падающий и отраженный токи. Но в точке запитки, в точке затекания тока на внешнюю поверхность оплётки подкреплённым получается только отраженный ток. Его величина в сравнении с аналогичным током в диполе становится больше, а разностный ток на внешней поверхности оплётки – меньше. В этом и есть суть эффекта самосимметрирования!
В случае другого пространственного расположения петлевой антенны, наводки отдельных участков антенны друг на друга остаются. Просто пример квадрата наиболее прост.

Однако, однако …
Однако мы, как правило, забываем, что противофазные токи на внешней поверхности даже при полной компенсации друг друга НЕ ИСЧЕЗАЮТ! А благополучно путешествуют по оплётке. Т.е. их как бы нет, а они есть! Ну, как тот суслик, которого не видно…
Если дроссель должен отсекать ток оплётки, то, как он может отсечь противофазные токи? В лучшем случае он их «уровняет» по величине. Но при этом ток на внутренней стороне оплётки окажется меньше по величине, чем ток центральной жилы. Дроссель с радостью внесёт в жилу дополнительное сопротивление, выровняв и эти токи!

Отсюда вывод. Эффект самосимметрирования – блеф! Благодаря ему часть энергии, подводимая к антенне, благополучно в неё не попадает. Если действительно нужно симметрирование антенны, то лучше это делать классическими способами.

[RN3AHT/WWW]

Эффект самосимметрирования – блеф

И сказал .... Иуде... не пройдет и .... как ты ... раз отрекешься от своих слов...

Не везет с открытиями, взялись за закрытия?

Я впервые сообщил об эффекте самосимметрирования на этом форуме

Эффект известен давненько... известны так же имена инженеров...
так чта... без особых причин Влад, Вам не стоит бередить могилы. К ним тихо приходят...
Вы сначала свое ночное предположение обдумайте. Сформулируйте четко, хотя бы для самого себя. Докажите. Сначала теоретически. Потом практически. Короч, делом займитесь. А то замахнулись, понимашь, на Вильяма...

[RZ6FE]

Отсюда вывод.

Откуда? Из этого жалкого лепета: "Однако мы, как правило, забываем, что противофазные токи на внешней поверхности даже при полной компенсации друг друга НЕ ИСЧЕЗАЮТ!"?!

Эффект самосимметрирования – блеф! Благодаря ему часть энергии

Благодаря чему - эффекту или блефу?

Если действительно нужно симметрирование антенны

А оно действительно нужно? И когда? Антенна, к примеру, симметрична геометрически и электрически - чего же её (антенну?!) симметрировать. Разобрались бы лучше с терминами "симметрирование", "блеф"...
"Закрытие эффекта самосимметрирования петлевых антенн" - вот так взяли и закрыли, не поняв даже в своё время почему амперметры до и после нагрузки показывают одинаковые токи?! Блеф и абсурд - ваш пост №1, и вы ещё не стесняясь приписываете покойному ныне UR0GT обман, внушение преувеличенного представления о себе!?
Надо же - закрыватель эффектов!!!
Добавлено через 4 минуты

Не везет с открытиями, взялись за закрытия?

Браво!

Добавлено через 15 минут

Объяснение эффекта строится на том, что в понимании автора точка нулевого потенциала представляет разрыв провода антенны.

Автор-то как раз всё правильно понимал!!! И не приписывайте ему свои жалкие умозаключения. Когда он такое говорил - "точка нулевого потенциала представляет разрыв провода антенны"?!

Добавлено через 7 минут

Чтобы не заморачиваться процессами в линии (они нас в данном случае не интересуют)

Спасибо хоть так! Думал начнёте цитировать "тайны фидерных линий" - нашумевшая в своё время статья... известного автора.

[RN3AHT/WWW]

Предстоит серьёзная мозголомка! Кому не интересно – дальше не читать!

Ах вот оно в чем дело!
Я то все по старинке, петлевой вибратор как два полуволновых диполя видю. А это оказывается два полуволновых "торцевых" вибратора...с закороченными концами.
Ну и что? Грядет многодиапазонное СУ для волнового диполя?
Или опять антенну .... будем обсуждать?

[RZ6FE]

вчитываться в текст, анализировать прочитанное

100% согласен. Когда это текст, а не бред!

[RZ6FE]

ну хоть разочек, для разнообразия , писать проще

Мягко вы...
Влад, пишите просто грамотно!

[R3MM]

В который раз вижу барбосов, не умеющих вчитываться в текст, анализировать прочитанное и, если необходимо, конструктивно оппонировать.

А стоило ли размещать такой обьемный текст на форуме, для этого есть раздел "статьи".

[RN9RQ]

Гык, "противофазные токи не исчезают"...
Это ладно, у этого атвора перлы и по сильнее бывают, вот к примеру:
"Я думаю, что термин «реактивное сопротивление» неудачен. Сопротивление – это то, что СОПРОТИВЛЯЕТСЯ" http://forum.qrz.ru/post32072-14.html

Тема же яйца выеденного не стоит, кто не верит - вот спокойно петлевой диполь самосимметрируется:
http://forum.qrz.ru/post227258-41.html

Эти модели удобны тем, что эффект симметрирования легко наблюдать - излучение вертикальной поляризации вызвано токами оплетки а горизонтальной - токами антенны.

[RN3AHT/WWW]

Эти модели удобны тем, что

видно, если диполь или петлевой вибратор запитать симметрично(симметричной линией, а не кабелем), а после этого подключить к одному из плеч дополнительный провод, то в случае с петлевым вибратором (и еще есть условия) ток в этом проводе будет меньше, чем в случае с диполем... Но к указанному эффекту, модели не имеют отношения.
Вот если бы был предварительный расчет величин тока асиметрии в обоих случаях (диполь и рамка), то как иллюстрация, эти картинки бы подошли (как картинки, без упоминания моделировщика. он не умеет это моделировать. можно только с помощью фокусов подогнать результат)...
Но в общем, качественном не количественном, виде все, конечно же, выглядит именно так... Правда будет излучать кабель или нет, это еще вопрос, а вот ДН рамки "изменится" однозначно... Так что распределение тока и напряжения в рамке, видимо тоже не совсем такое, что в модельках... Ведь никакого дополнительного то провода нет на самом деле. Это хитрость такая. А хитрости живут по другим законам...

[RN9RQ]

RN3AHT/WWW
И кто Вам такую ерунду подсказал?
мининек и нек2 по сути частные решения уравнений Максвелла для точки + применен МКЭ т.о. он не учитывать это просто не может.
Да и что есть несимметричная линия по вашему?

[RN3AHT/WWW]

частные решения уравнений Максвелла

Наверное...

такую ерунду подсказал

Не раздувайте щеки, лопните. Или они тренированные?

В Ваших моделях, две идеально запитанных антенны. Каждая имеет идеальные ДН. При этом расположены ортогонально. (в идеале, но у Вас то одна через другую запитана )
На самом деле, фазовые искажения ДН рамки не зависят от излучения вертикального провода. Определяются точкой питания, а не наличием перпендикулярных проводков в Вашем воображении. Более того, ДН провода тоже может иметь фазовые искажения, которые зависят уже не только от точки питания...
Докажите(самому себе докажите, а не идолу поклоняйтесь слепо), что Ваши модели универсальны, а не для определенной длинны кабеля...

частные решения уравнений Максвелла для точки

зы. ладно бы если хоть источники разделили бы... и параметры задали... а то "ерунда"... мухлевщик!

Добавлено через 1 час 19 минут
! То, что я с Романом заспорил, вовсе не означает что эффекта нет...
Есть! И происходит это между всеми симметричными антеннами и кабелем. Но в случае с рамками, по сравнению с диполем, величина тока "симметрирования" (асиметрии ) кабеля меньше. Но искажения ДН остаются.
Так что самосиметрирование есть, но не вместо балунов.

[RN9RQ]

ну а что в моделях по вашему неправильно - давайте поправим и посмотрим

[RN3AHT/WWW]

Давайте.
Я считаю, что сабж смоделировать в ммане нельзя. Сам эффект нельзя. Но можно произвести расчет токов и постараться как можно более правдоподобно смоделировать имеющуюся конфигурацию проводов...хитря с источниками и нагрузками... Но и даже при этом, модель будет не точная, а пригодная для дальнейшего наложения обстоятельств, кои ммана игнорирует.
Может быть Вы все расчеты проделали. Для какой то определенной конфигурации. Удобной для нарисования такой "простой" модели. Я не перепроверял...а сами Вы не "признались".
Но все равно, внешне картинки такие же. Абсолютно. Внешне. Но вот про ДН нет. И особенно про поляризацию и прочее...
Вот тут и... Дело все в многогранности что ли. ДН симметричной антенны запитанной кабелем без балуна изменяется сама по себе. Любой симметричной антенны. Фазовые изменения. А будет излучать кабель или нет, это само собой, может повлиять (но только не в случае двух ортогональных антенн с линейными поляризациями. они "независимы") но потом уже... Вот в чем дело.
Все просто считают, что диполь излучает как диполь всегда.(это так. это основа основ. провод излучает перпендикулярно. даже если кажется что излучает вдоль. ) А диаграмму ему якобы портит кабель. А на самом деле у антенны есть фазовые изменения (что в точке питания? или смещена она, например...). А уж потом кабель добавит или убавит...
А токи в ммане, расчитать не получится. Входные токи. Не для этого она. Токи в проводах, конечно может. Но для этого надо задать а потом реализовать начальные условия (входные токи).

Вот. Сорри, сейчас уже время в обрез. Возражайте. Тогда мне проще будет. Мне же трудно все, начиная с 1917 года то излагать. Да и Вы не новичек. Да и вместе же собрались...

[RZ6FE]

Цитата:
Сообщение от UR4III
Эффект самосимметрирования петлевых антенн был открыт благодаря наблюдательности Николая UR0GT. Вот что он писал по этому поводу
Цитата:
Сообщение от UR0GT
Влад... ...это Ваши проблемы.
Объяснять Вам более подробно еще раз не буду, т. к. имея опыт общения с Вами убедился, что это бесполезно.
73 Николай
Николай был очень разумный человек. Не тратил своё время на таких... Жизнь коротка, а идиотов... даже если их и немного...

Пожалуй этого достаточно для закрытия темы "Закрытие эффекта самосимметрирования петлевых антенн"

[UR4III]

А стоило ли размещать такой обьемный текст на форуме, для этого есть раздел "статьи".

Евгений! Во-первых, я не на 100% уверен в некоторых моментах, которые всплывают при рассмотрении этой темы. И здесь хорошо получить комментарии от людей, смотрящих на проблему с других точек зрения. Меня привлекает коллективный поиск истины. Во-вторых, участие в форумах я давно рассматриваю как учёбу. И свою, и других.

Гык, "противофазные токи не исчезают"...
Это ладно, у этого атвора перлы и по сильнее бывают, вот к примеру:

Вы этими фразами подаёте себя как признанного авторитета в теории АФУ. Не могли бы Вы объяснить мне и народу, в чём я ошибаюсь?
Я детально пошагово расписал процессы в антенне и оплётке. Что не так?

Вы, Влад, попробуйте , ну хоть разочек, для разнообразия , писать проще, не загадывая ребусы...

Попробую. А в загадывании ребусов я Вам не конкурент!
Итак, берите в руки карандаш, мы продолжаем вечер наш!
Те же примеры с цифрами. Так вроде будет яснее.
Пусть волновые сопротивления внутренней и внешней поверхностей оплётки кабеля и провод антенны равны по величине. Предположим по ц.жиле и оплётке текут токи величиной 1А. Ток с оплётки затекает в половинку диполя - 0,5А и на внешнюю поверхность оплётки – 0,5А. Предположим, что ток в виде падающей и отраженной волн теряет 80% своей энергии на излучение. Другие виды потерь не учитываем. Следовательно, величина обратного тока в точке питания равна 0,1А. Из них 0,05А затечёт на внутреннюю оплётку кабеля и 0,05А – на внешнюю. Эти токи противофазны и обнаружить и измерить можно только их разность: 0,5 - 0,05=0,45А.
Автор «эффекта» утверждает, что у петлевых антенн, которые также как и диполь питаются в пучности тока, этот ток давится более чем на 40дБ. Т.е. разность противофазных токов в 100 раз меньше, чем у диполя.
0,45/100 = 0,0045А
Следовательно, ток, текущий из антенны на внешнюю поверхность оплётки равен 0,5 – 0,0045 = 0,4955А. Вспомним, что величина этого тока обусловлена подкреплением наведенной энергии от других частей антенны. Величина подкрепления составляет 0,4955 – 0,05 = 0,4455А.
Ток ц.жилы полностью втекает в полотно антенны – 1А. 80% излучается. Это 0,8А. Львиная часть энергии уходит в пространство и кое-что «оседает» на питающей стороне квадрата. Половина на стороне ц.жилы, половина на стороне оплётки. Как видим из сравнения цифр, энергии подкрепления токов явно не хватает.
Конечно, приведенный пример оценочный. Возможно, что волновые сопротивления поверхностей оплёток и провода антенны существенно отличаются. Возможно, излучается не 80% подведенной энергии. Тем не менее вывод автора о существенном подавлении тока оплётки мне кажется весьма не убедительным. Описания экспериментов он не оставил, а теперешние его защитники на такие эксперименты не способны.

Но цимус этой темы даже не в этом.
Ничем не защищённая оплётка кабеля, питающего диполь. Ток асимметрии, как его иногда называют, равен 0,45А. Плюс к нему по оплётке движутся два противофазных тока по 0,05А.
Оплётка кабеля, питающего квадрат. Ток асимметрии – 0,0045А и два противофазных по 0,4955А!
Неужели нужны комментарии!
Ставим дроссель. Противофазных токов он не видит. Следовательно, чем они больше, тем больше разность токов по ц.жиле и внутренней поверхности оплётки. А раз таковая разность есть, то дроссель «заблокирует» её. Т.е. мы собственной головой ставим преграду для поступления энергии из фидера в антенну.

Далее можно было бы обсудить целесообразность применения именно дросселя для подавления тока асимметрии. Симметрируется ли при этом сама антенна и прочее, но пишу я длинно и сложно. Посему точка.