Фазированные вертикалы

[UA3DJG]

ua3djg
Николай, в вашем эксперименте на природе кабели к вертикалам были 84 градуса? как точно они были настроены?
Я могу на живой антенне на 144 мгц проверить работоспособность такого решения(84 и 71), у меня висят треугольники 50 омные. Пару месяцев назад пробовал тупо(90 и 90), думал не работает, однако ксв супер, и подавление было 2 балла точно.

Да, Владимир, кабели к вертикалам были 90 град., проверены SARC-ом и совпали паспортным Кук= 0,66. Линия задержки тоже была 90град и F/B на маяк 1 ватт на расстоянии около 10 км, подключенный к GP, получилось 13...14 дб.....Очень интересно, что получится с кабелями 84 и 71 град ! Почему VA7ST, N4NER и др. взяли именно такие отрезки ? Если проведёте эксперимент на 144 мгц, - напишите результат....Изучая очень интересные модели RJ3FF и UA3TW, хотелось бы всё таки увидеть простой вариант с переключением только отрезков кабелей с получаемым, при этом, низким КСВ ( метод Кристмана ) без дополнительных СУ. Почти все модели у DL2KQ, как раз стоят на этих "китах"....Сейчас, чтобы не портить кромсанием кабель, сделал "удлинялки" с разьёмами к 90 градусным кабелям , чтобы проверить вариант DL2KQ с расстоянием 0,2 лямбда на природе. При этом, нужно будет лишь подкручивать дополнительные куски кабеля к уже имеющимся. Если есть подобные варианты ( без перекручивания - не представляю, как это сделать с GP ), готов проверить....

[RJ3FF]

хотелось бы всё таки увидеть простой вариант с переключением только отрезков кабелей

Николай, приветствую! В моей модели ( пост 148) вместо кабелей коммутируются 2 пары кондёров. Чем, с Вашей точки зрения это сложнее? Более широкой полосы по КСВ и по подавлению нет ни в одном из других предлагаемых вариантов.

Можно, кстати свести всё коммутируемые элементы в одну точку - в центр линии. Так будет компактнее и проще , т.к. только одна коробочка.

[UA3TW]

Чтобы оценить достоинства модели Владимира, RJ3FF, я, для сравнения, сделал EZNEC модели с такими же точно размерами - трубы высотой 24м, диаметром 44мм и зазором 12м. С помощью APAK нашел 4 решения при питании кабелями, все кабели 75 Ом, укорочение 0,66. Два решения устойчивые, два неустойчивые. Вот длины кабелей 1. 16,53м и 47,026м.(устойчивое) 2. 18,38м и 16,98м (неуст.) 3. 43,638м и 19,92м (уст.) 4. 45,34м и 43,86м (неуст.) Неустойчивые решения можно превратить в устойчивые, если кабели переплюсовать и слегка подправить длины. Получится 5. 19,3м и 16,3м и 6. 46,3м и 43,3м
Даю рисунок для самого первого варианта. Подавление 50 кГц ниже будет 18,75дБ, 50 кГц выше - 19,07 дБ. КСВ на 4,5 Ома, надо ставить П-цепь для согласовки. Теперь понял, что неустойчивые решения сразу видно - кабели примерно одной длины. Получается, что APAK не даёт решений для переплюсованнных кабелей, а ведь в HB9CV только переплюсованные идут. Поэтому для таких антенн надо APAKом искать именно неустойчивые решения, получив примерные длины кабелей, и потом подгонять вручную на EZNEC. Кстати, ручная подгонка на EZNEC нисколько не труднее, чем на APAK, так что без APAK вполне можно обойтись.
Коллеги, чтобы ни от кого не зависеть, поставьте 4nec2, он бесплатный, и вперёд. Он хоть и неприятный в пользовании, но сгодится - может всё, что может EZNEC.

[RJ3FF]

Даю рисунок для самого первого варианта. Подавление 50 кГц ниже будет 18,75дБ, 50 кГц выше - 19,07 дБ. КСВ на 4,5 Ома, надо ставить П-цепь для согласовки.

Николай, заранее было известно, что при таком способе фазирования ( коммутация кабеклей) результат будет неудовлетворительным. Если не сложно, посмотрите вариант с коммутацией конденсаторов в EZ-NEC`е.

[UA3TW]

В EZNECе тоже работает. Конденсаторы немного поварьировал, чтобы провальчик на 3,65 увеличить до 40 дБ. На 3,6 подавление 26дБ, на 3,7 - 24,4 дБ. Включил источник напрямую, так как в EZNECе очень неудобно сочетать линии и нагрузки. Линии 550 Ом.
И так уже трудности были с подключением линий к кондёрам в элементах. Входные такие: 3,6 - 88+j102; 3,65 - 82+j80; 3,7 - 70+j66. Пробовал менять длину линий одновременно одинаково - от длины линий ДН почти не зависит, менял от 0,1 до 100м.

[RJ3FF]

И так уже трудности были с подключением линий к кондёрам в элементах. Входные такие: 3,6 - 88+j102; 3,65 - 82+j80; 3,7 - 70+j66. Пробовал менять длину линий одновременно одинаково - от длины линий ДН почти не зависит, менял от 0,1 до 100м.

Николай, спасибо за интересный результат. Что касается импедансов, у меня последовательно с источником включены ёмкость и, последовательно же, индуктивность. Я сделал это для уменьшения изменения реактивности в полосе частот.
Возможно, NEC2 не съедает такое включение ( в один сегмент с источником). Может быть, дело ещё в чём-то. Если можно, выложите саму модель здесь, я бы повозился на досуге.
Так же, вполне возможно, что сопротивление линии, которое видит MMANA (это одно из её слабых мест) отличается от 550 Ом.

[UA3DJG]

Николай, приветствую! В моей модели ( пост 148) вместо кабелей коммутируются 2 пары кондёров. Чем, с Вашей точки зрения это сложнее? Более широкой полосы по КСВ и по подавлению нет ни в одном из других предлагаемых вариантов.

Можно, кстати свести всё коммутируемые элементы в одну точку - в центр линии. Так будет компактнее и проще , т.к. только одна коробочка.

Владимир, дак я не спорю. Ваши антенны, как и антенны UA3TW, даже будучи пока моделями, заслуживают уважения ! Просто у меня ГОТОВЫЙ вариант 2-ух вертикалов, с коммутацией на 2 -а направления по ТОМУ же кабелю, что и передаёт ВЧ энергию. "Никаких лишних проводов - всё предельно просто", - вот девиз этой конструкции. Поэтому, хотелось бы на этом этапе попробовать выжать ВСЁ из запитки по методу Кристмана, K3LC. А также, заодно, понять "как это работает и почему такое разнообразие длин линий используется ? Какие длины линий и элементов оптимальны ? Как оптимально рассполагать противовесы ?..." Если, не найдя ответов на эти вопросы, - бросить этот эксперимент и перейти к другому, то будет как то неправильно....Кстати, Владимир, не совсем понял, почему в директор превращается элемент, когда к нему последовательно подключается бОльшая ёмкость ? Его частота должна понизится....Надо ещё разбираться....А вот те размеры линий у Николая, UA3TW, которые 5,7 и 7,7 м с перекрещиванием линии, - у 2-х вертикалов на диап. 14 мгц с понравившейся мне устойчивой диаграммой, ОЧЕНЬ близки к размерам DL2KQ ( 5,2 и 7,3 м ), с той разницей, что у UA3TW линии из кабеля 75 ом и зазор у вертикалов 0,175 лямбда, а у DL2KQ кабели 50 ом, зазор 0,2 лямбда и перекрещивания НЕТ ! Опять же, почти такие же длины линий ( 5,13 и 7,21 м ) выдаёт калькулятор W7EL для 2-х вертикалов на расстоянии 0,25 лямбда с кабелями 75 ом без перекрещивания ! Вывод : Если ТРИ уважаемых источника выдают почти одинаковые длины линий, то это что то ЗНАЧИТ !???? При этом автоматом в точке запитки системы у DL2KQ и W7EL сопротивление близко к 50 ом ( у DL2KQ R = 44 om, X = +6 om ), сколько у UA3TW просто не помню....Так давайте уточним - есть в этих размерах сермяжная правда ??? И какие из них наиболее правильные ?

[RJ3FF]

И какие из них наиболее правильные ?

Думаю, что "правильнее" те, которые дают большую устойчивость.
Расстояние между элементами - всегда компромисс в пользу усиления и против устойчивости. Остаётся выбрать самому, что важнее. Волновое сопротивление линий едва ли может быть правильнее , или неправильнее, так как эти различия ( если они не слишком велики) можно скомпенсировать , подобрав нужные длины. Весь вопрос только в согласовании, хотя, как ни крути , всё равно примерно выходит около 50 Ом.

[UA3TW]

Трудность не во включении нагрузок последовательно с источником, а в комбинации подключения линии к источнику и нагрузок.

[RJ3FF]

Все по науке - включаем последовательно емкость понижаем частоту, индуктивность - увеличиваем резонанс

Так в модели и там, и там ёмкости. А большая почему-то не в рефлекторе. а в директоре. Я сам это заметил, но пока с физикой разбираться недосуг. Может, кто из коллег подскажет.
По сути , в этой модели линия включается в делитель из "верхней" ( последовательно с вертикалом) и "нижней" ( шунтирующей линию ). Возможно , с учётом импеданса, который в элемент вносит и сама линия, получается сдвиг фазы тока, такой , как должен быть в директоре.

Собственно, можно обойтись и без шунтов. Тогда всё проще , с коммутацией , в том числе. Но тогда к источнику будет приводиться порядка 7и Ом . А это возня с согласованием и сужение полосы при увеличении общих потерь.
Шунты же, подобранные соответстующим образом, дают возможность получить такие зависимости R и jX, при которых получается удивительно широкая полоса с отличным согласованием ( см картинки в посте 143).

[RT6C]

Чего то написал не то все в точности до наоборот

[UA3TW]

Владимир, дак я не спорю. Ваши антенны, как и антенны UA3TW, даже будучи пока моделями, заслуживают уважения ! Просто у меня ГОТОВЫЙ вариант 2-ух вертикалов, с коммутацией на 2 -а направления по ТОМУ же кабелю, что и передаёт ВЧ энергию. "Никаких лишних проводов - всё предельно просто", - вот девиз этой конструкции. Поэтому, хотелось бы на этом этапе попробовать выжать ВСЁ из запитки по методу Кристмана, K3LC. А также, заодно, понять "как это работает и почему такое разнообразие длин линий используется ? Какие длины линий и элементов оптимальны ? Как оптимально рассполагать противовесы ?..." Если, не найдя ответов на эти вопросы, - бросить этот эксперимент и перейти к другому, то будет как то неправильно....Кстати, Владимир, не совсем понял, почему в директор превращается элемент, когда к нему последовательно подключается бОльшая ёмкость ? Его частота должна понизится....Надо ещё разбираться....А вот те размеры линий у Николая, UA3TW, которые 5,7 и 7,7 м с перекрещиванием линии, - у 2-х вертикалов на диап. 14 мгц с понравившейся мне устойчивой диаграммой, ОЧЕНЬ близки к размерам DL2KQ ( 5,2 и 7,3 м ), с той разницей, что у UA3TW линии из кабеля 75 ом и зазор у вертикалов 0,175 лямбда, а у DL2KQ кабели 50 ом, зазор 0,2 лямбда и перекрещивания НЕТ ! Опять же, почти такие же длины линий ( 5,13 и 7,21 м ) выдаёт калькулятор W7EL для 2-х вертикалов на расстоянии 0,25 лямбда с кабелями 75 ом без перекрещивания ! Вывод : Если ТРИ уважаемых источника выдают почти одинаковые длины линий, то это что то ЗНАЧИТ !???? При этом автоматом в точке запитки системы у DL2KQ и W7EL сопротивление близко к 50 ом ( у DL2KQ R = 44 om, X = +6 om ), сколько у UA3TW просто не помню....Так давайте уточним - есть в этих размерах сермяжная правда ??? И какие из них наиболее правильные ?

Николай, к сожалению, я не берусь смоделировать ваш вариант, потому, что противовесы пересекаются. То, что моя модель отличается от упомянутых Вами моделей, поправимо в части сопротивления кабелей, я могу настроить и с кабелями 50 Ом, и расстояние изменить, но я не в силах приблизить свою модель в части потерь и формы антенны. Я только делаю прямо на земле, без противовесов. Почему у них входное 40 Ом - тут два варианта. Или модель неустойчива, а неустойчивая модель имеет высокое входное, порядка 40 Ом даже при идеальной земле и ненормально широкую полосу по КСВ, я уже об этом писал не так давно. А судя по тому, что у них примерно одинаковые длины линий и нет перекрещивания, говорит за то, что как раз неустойчивый вариант, и некоторую устойчивость придают потери в модели, которые всегда демпфируют, т.е. уменьшают неустойчивость, делают её менее заметной. Возможно, они и не подозревают о существовании неустойчивых решений ( я никогда и нигде не читал о существовании таковых и раскопал эту тему сам) и берут своё решение за чистую монету. На мой взгляд такой подход даже опасен тем, что строитель делает антенну, взятую из описания, где проектировщик закладывал приличные потери, как Вы говорите, аж 18 Ом, но строитель постарался, сделал хорошую землю, и антенна у него посыпалась...

[RJ3FF]

Чего то написал не то, все в точности до наоборот

А что наоборот, по-Вашему?
Что ёмкость в директоре больше, чем в рефлекторе? Так, вопреки досужим ожиданиям ( я и сам удивился поначалу), оно и есть.
Посмотрите модель ... Почему так получается, это уже другой вопрос, ответ на который я не пытался найти - главное, что работает.

Кстати, если применить индуктивные шунты ( порядка 2 - 3 мкГн) - а такое решение тоже существует, ёмкость в директоре получается меньше, чем в рефлекторе.
Я эту модель не выложил, чтобы не захламлять ветку и даже не стал сохранять, так как полоса и по подавлению и по КСВ немного, но уже.

[UA3TW]

В теме уже много написано, можно подвести некоторые промежуточные итоги. Тема возникла путём перескока из темы «Антенны в фотографиях», когда, после видео про антенны R7AB возникли вопросы, почему там квадратные площадки под 8ми элементные вертикальные решетки, когда по идее вертикалы должны стоять по кругу. Пошло обсуждение, грозящее вырваться за пределы темы, поэтому я и открыл отдельную тему. Теперь вопрос, узнали ли мы в ходе обсуждения что-либо новое. Это вряд ли, так как всё, что здесь было, давно есть у разных авторов, Деволдера, Гончаренко, Барского… Просто бывает лень читать и вникать, так как принципы вроде понятны, а глубже – вроде зачем, пока антенну не начал делать. Но для меня лично было полезно, так как повторение-мать учения, вроде практических занятий получилось, заодно освоил APAK.
Также прокрутил рутину по проектированию системы из двух вертикалов, которая состоит из шагов: 1. MMANA модель, в которой вертикалы питаются от отдельных источников, а источники превращены в токовые путём включения последовательно с ними больших сопротивлений, допустим, по 10000 Ом. Эту модель можно настраивать, пользуясь удобным оптимизатором MMANA, в основном, на подавление. 2. Импедансы по каждому источнику получаем, просто вычитая из результатов по 10000 Ом. 3. Подставляем полученные импедансы и фазы в APAK и ищем решения. 4. Полученные решения сортируем «на профпригодность». 5. Делаем модель в EZNEC или 4nec2, куда подставляем облюбованные решения, проверяем готовую модель от одного источника, видим ДН и КСВ в полосе.
Ещё нюанс – можно без APAK, удобно прямо в EZNECе подбирать длины кабелей, ориентируясь на подавление – процедура простая и быстрая.
Что ещё хотелось бы - это освоить бОльшее число элементов а также понять одну сакральную вещь: почему схема с направленным ответвителем по отзывам владельцев хорошо работает, хотя направленный ответвитель настраивается на довольно высокие согласованные сопротивления нагрузок а импедансы на его выходах как показывают расчёты сильно отличаются от таковых.

[RJ3FF]

почему схема с направленным ответвителем по отзывам владельцев хорошо работает

Вот бы его смоделировать. В Мамане, вреде бы есть вариант нагрузок, которые задаются по т.н. S-параметрам. Я специально открыл учебник, освежил в памяти, что это такое, подставил , вроде как, в ММану и ... ничего не работает. Не то ММана недоделанной так и осталась, не то у меня "руки " кривые совсем.

Моделировать пытался нагрузку, которая инвертирует фазу тока, подобно червертьволновому шлейфу в коллинеаре , или в антенне Татаринова.