Фазированные вертикалы

[RJ3FF]

А здесь, видимо, реле не в одном ящике? В общем, надо бы нарисовать с линиями, т.е. в другой проге, как там будут параметры.

Ну и здесь 12 двухполюсных.
Извините, что так много написал.
Если не сложно, перечитайте ещё раз. Там ( в сообщении выше) всё описано. 4 реле в центральном ящике и 4 пары на каждом элементе.

На элементах, кстати, можно вместо пары замыкателей применить по одному перекидному реле - коротим, либо шунт , либо последовательный конденсатор.
Да и фидер в центральной коробке тоже можно коммутировать двумя перекидными реле.
Если, конечно, QRO позволяет . При мощности 10 кВт максимальное напряжение на незамкнутом реле ( шунты) около 2000 Вольт. В2В справляются.

[RJ3FF]

Ну вот ... ёклмн! Нашёл "баг" в модели. Оказывается я забыл удалить к.з. перемычки в точке перехлёста линий между средними элементами и директором. Такие же точно, как и те, в которые включаются источники.
Почему я их там нарисовал - тайна за 7ю печатями. Скорее всего откопипастил линии и забыл удалить.
Тем не менее ...
Когда увидел, подумал, что месяц прошлогодних трудов псу под хвост ( да простят меня кинологи ).
Но не тут то было ! Система оказалась такая дубовая, что после их удаления картинка просто подпортилась, но не убилась.
В итоге пришлось повозиться пару-тройку часов и родил два варианта:
Исправленный, в котором в эти перемычки включены ёмкости по 1 пФ - реле как бы, на том конце полуволнового повторителя.
И добавленный - в нём в эти перемычки включены такие же конденсаторы, как и те, что компенсируют реактивку нагрузок источников ( пересчитанные, естественно, под новые реалии). Это вариант, когда линии от коммутатора направлений не полуволновые, а четвертьволновые - трансформируют Х.Х. в К.З.

Характеристики почти идентичны тем, что выкладывал выше.

160 RN0CT AR M2w.maa - это исправленная старая модель ( см. сообщение 491)

160 RN0CT AR M2w0.25.maa - это новый вариант под четвертьволновые кабели.

[UA3TW]

Владимир, скачал утром модели, вечером буду изучать.( В выходные как обычно был на коллективке). Но предварительно вопрос - есть ли данная схема вариант трёхэлементной яги с активным рефлектором и паразитным директором, которые Вы неоднократно использовали? Здесь с расщеплённым средним элементом, естественно.

[UA3TW]

Владимир, по модели видно, что токи в двухпроводных линиях не совсем похожи на токи, которые должны быть в таких линиях. Они должны быть равны в проводах линии и противоположны по знаку. Здесь такие токи только в линиях, идущих к рефлектору. В линиях, идущих к директору токи сильно разные. Думаю, это потому, что линия здесь более сложная, часть её работает как двухпроводная линия и также есть вторая линия, мода, состоящая из проводов линии и идеальной земли под ней. Ничего плохого в этом нет, но наверное надо укрепить эту моду, проложив под линией хороший провод по земле. А при моделировании из-за этой моды будет трудно нарисовать антенну в EZNEC, с виртуальными линиями, для альтернативной проверки.
Также я нарисовал антенну в симметричном виде, заменив землю второй симметричной половинкой и расположив антенну в свободном пространстве. Файл с добавкой simm. Это чтобы попытаться лучше понять роль второй моды линий, а также в этой модели сразу видно потенциальное усиление в 5,5 дБд, число, характерное для 4SQ.
Также с целью понять роль линий, идущих к директору, слегка перерисовал точку подсоединения линий к директору, файл с добавкой off

[RJ3FF]

Николай, спасибо ! Отвечу позже.
Бегу на электричку - внеплановая кафедра, сами понимаете, из-за чего ...

[UA3TW]

По статье пост 490 хочу спросить, есть ли смысл продолжать статью, так как имея такую готовую виртуальную лабораторию, можно не ограничиться случаем 4SQ, который в общем-то простейший, а разобрать другие случаи. Также интересно, подходит ли такая форма подачи материала. В статье есть неточность, там в тексте приведен импеданс для переднего элемента 46 - j44 а на скрине 3 он 46 - j38. Я оставил эту неточность специально, так как думал, что кто-нибудь, кто внимательно читал, сделает замечание. Но видимо чтение идёт по диагонали, верят автору на слово.

[RJ3FF]

Николай, конечно, же есть смысл! У меня лично действительно сложилось ощущение ( после прочтения), что должно быть и продолжение.
Когда читал, действительно верил на слово. Если бы планировал повторить , или внести какие-либо доработки, конечно же , проверил бы и заметил.

Что касается излучения линий в моей модели. Это как раз главное , на что я хотел обратить Ваше внимание, когда просил Вас покритиковать. Простите, что не написал об этом сразу в лоб.

Честно сказать, когда исправлял свой bug в предыдущих моделях и сделал модель под четвертьволновые линии ( ...0.25), не обратил внимания на то, что в этом случае в передней части антенны ток в нижнем проводе линии настолько меньше, чем в верхнем. В модели под полуволновые линии ( без "0.25") он примерно в 2 с небольшим раза меньше, но не в 4 раза.

Вы высказали предположение о том, что виновата идеальная мининековская земля внизу ... Но в модели с зеркальным продолжением ( без земли) такое же соотношения токов. Хотя, возможно я чего-то не заметил.

Николай, я специально сделал такое большое расстояние между проводами, чтобы NEC2 гарантированно справился. Но там проблемы со скачкообразном изменением радиуса провода при подключении линии к вертикалу. Соотношения 6,6 NEC2 не вынесет ... Придётся делать ступеньки - вставлять короткие провода со средним радиусом.

Есть ещё одна вещь, которая мне непонятна. При таком соотношении токов линия должна излучать поле с горизонтальной составляющей вектора E. Но в ДН и близко не видно сколь бы то ни было заметной кросс-поляризациолнной составляющей. Выходит в "зеркале" наводится такой же разностный ток, но противофазный тому, что над ним, и всё получается красиво. Другой вопрос , что получится при земле Зомерфельда-Нортона, в которой есть потери.

Попробую "поколдовать" немного с моделями . Всё равно раньше часа вряд ли усну
П.С. Может быть можно будет позвонить Вам по телефону? Если разрешите , в удобное для вас время, будет очень здорово.

[UA3TW]

Владимир, мне кажется в линиях, идущих к директору, две моды, дифференциальная и синфазная, но синфазная здесь полезная, она питает директор, т.е. директор здесь тоже питается активно, это ясней на симметричной модели, где нижняя линия является второй половиной верхней, получается широкая двухпроводка, питающая директор, каждая шина двухпроводки состоит из двух проводов. То ,что директор питается активно, видно из моей модели _off , где если рассмотреть точку присоединения линии к директору, видно, что соединение в одной точке и если это соединение убрать, то модель расстраивается. Так что наверное просто надо под линиями проложить хорошие шины на земле, чтобы стабилизировать эту моду линий.
Разность диаметров мне не кажется существенной, можно для модели сделать вертикалы диаметром 10 мм и материал без потерь .
Горизонтальной составляющей наверное и не должно быть, по той же причине - линия не излучает, зазор не велик, около шести метров в симметричной модели.
Я встаю в 5:30 ложусь в 21:00 звонить наверное удобно с 18 до 21
73!

[UA3TW]

ФАЗИРОВАНИЕ АНТЕНН ПРЕДЕЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ

Хочу поделиться одним способом фазирования антенн с активным питанием. Единственная цель - сбить неприятное психологическое чувство беспомощности, которое у меня, например, появлялось при виде некоторых антенн с активным питанием. Непонятно было, как за них взяться, чтобы сфазировать. А что значит – сфазировать? Это значит соединить кабелями все элементы с единственным источником и при этом антенна должна работать.
Для этой цели была выбрана бестолковая для практики антенна. Её выбор – антенна должна быть предельно неудобной для фазирования. Если её удастся сфазировать, причём с помощью предсказуемой рутинной процедуры, то значит, можно сфазировать всё.
Так что целью не является создание конкретной практически работающей антенны и выбранный пример вряд ли можно реализовать, хотя бы потому, что получающиеся в эксперименте длинные линии с такими волновыми сопротивлениями трудно изготовить.
Итак, что значит – трудный случай? В моём понимании – это антенна с активным питанием всех многочисленных элементов, у которой по нескольким источникам входные импедансы элементов имеют отрицательные или близкие к нулю реальные части. Для эксперимента выбрана пятиэлементная антенна в виде антенны Уда-Яги с длиной бума 16 метров. В данном эксперименте все элементы запитаны активно, каждый своей фазой и амплитудой тока.
Смотрим рисунок 1. На нём есть вся необходимая информация – вид антенны, таблица размеров, вид диаграммы направленности, амплитуды и фазы токов по каждому из пяти источников, входные импедансы, которые «видит» каждый источник. Обращаем внимание на импедансы. Импеданс по первому источнику имеет отрицательную реальную часть, два последующих импеданса имеют очень маленькие реальные части. Таким образом, антенна удовлетворяет условию трудности. Назовём для краткости импедансы с отрицательными или малыми реальными частями неудобными, а с положительными реальными частями – удобными.
В этой антенне импедансы для двух задних элементов – удобные и для трёх передних – неудобные.
Вкратце суть способа в следующем.
Берём один из удобных элементов, компенсируем его реактивную часть и соединяем с неудобным элементом линией, волновое сопротивление которой равно импедансу удобного элемента после компенсации.
Длина линии равна сдвигу фаз между элементами. Убираем источник удобного элемента. Считаем модель, в которой стало на один источник меньше. Она должна сохранить свои параметры. Смотрим импеданс получившейся пары, и видим, что он стал скорее всего удобным.
Повторяем процедуру до тех пор, пока не останется один источник. Опытному моделирователю уже всё понятно и можно не продолжать. Но пропишем процедуру подробно.
Итак, начнём рутинную процедуру.
1. Для начала запитаем все элементы через четвертьволновые линии. Каждая из пяти линий идёт от середины элемента к своему виртуальному сегменту. Виртуальные сегменты – это такая удобная возможность делать опорные промежуточные точки для дальнейших соединений. Типа виртуальной клеммы – подвёл кабель и прикрепил. Потом можно от неё другой кабель вести. Можно на клемме параллельно кабелю подключить нагрузку – катушку или конденсатор, что мы и будем делать. Нумеруются клеммы как V1, V2 и т.д. Сразу, пожалуй, сделаем ещё одно – уравняем амплитуды. Из таблицы Рис.1 видно, что амплитуды токов отличаются в 1,5 раза. Поэтому там, где амплитуда равна единице, выберем Z четвертьволновой линии 75 Ом, а там, где она равна 1,5, выберем Z 50 Ом. Тогда при одинаковом напряжении на входе линии ток в элементе будет как в таблице, за счёт трансформации в линии. Фазы не меняются, источники включаются в соответствующие виртуальные сегменты. На Рис.2. всё выделено красным и подписано. В таблице источников вместо проводов - виртуальные сегменты, все амплитуды равны, фазы прежние, а источники – генераторы напряжения. Появилась таблица четвертьволновых линий, каждая линия включена между своим источником, помещенным в свой виртуальный сегмент, и своим элементом. Чтобы не делать лишних рисунков, не выложена диаграмма направленности и величина усиления, Они остались прежними, примите на веру. Входные импедансы трансформировались и стали такие:
1. -24,47 – j 83,4; 2. 1,83 – j 36,2; 3. 1,6 – j 40,87; 4. 71,93 – j 80,96; 5. 122,53 + j 73,67
Возникает вопрос – а зачем четвертьволновые линии, без них нельзя? Можно и без них, но с ними удобней, ими осуществился переход к равным напряжениям и можно подключаться к единому источнику в параллель, а если без них, то речь пойдёт о равных токах и линии придётся включать последовательно, что не есть удобно
2. Теперь подключим удобный элемент к неудобному. Пусть 4-й к 3-му Для этого скомпенсируем реактивность 4-го,
подключив параллельно сегменту V4 положительную реактивность 145. Получилось 163 Ома без реактивной части.
Из таблицы фаз видим, что 4-й отстаёт от 3-го на 110 градусов. В длинах это 6,48 м. Поэтому соединяем V4 с V3
линией 163 Ома длиной 6,48 м, прописав это в таблице линий передач. Так как четвёртый элемент теперь запитан от
третьего, удаляем источник 4. Считаем модель и видим, что ДН прежняя, источников стало четыре, а импеданс
третьего стал 11,12-j37,88 т.е. стал удобным. Всё это видим на Рис.3.
3. Дальше можно 5-й соединять со 2-м, предварительно скомпенсировав реактивность, или как-то по-другому.
Так как я уже это проделал, то могу сказать, что можно найти 84 способа соединения этих пяти элементов – больше я
не нашел, а может не заметил. Правда я не брал неодинарные и перекрёстные связи, ограничился одинарными, а то
ведь можно, в принципе, от каждого удобного пустить сразу три линии ко всем неудобным, только их волновые надо
втрое увеличить при этом. Я этого не делал, а то число вариантов будет на тысячи.
Все варианты кончаются одинаковым результатом по ДН и входному сопротивлению антенны 88 Ом на частоте
14,15. Однако они отличаются по полосе, если брать соседние частоты 14,1 и 14,2. В случае, если единственный
остающийся источник подключается ко 2-му элементу, то ДН выглядит в полосе наиболее привлекательно.
Но как уже говорил, не это цель данного рецепта.
4. Сразу дам картинку окончательного результата для одного из 84 вариантов на Рис.4.

В заключение. В принципе эта бесполезная антенна может быть и полезной. После нахождения исходной схемы, как было сделано выше, можно попробовать все данные загнать в оптимизатор, поставить реальные волновые сопротивления линий из набора 30, 50,75 Ом и попробовать оптимизировать в полосе 14,0 – 14,3 МГц, может, что и получится.
Конечно 11,54 дБи не получится, а 10,5 получится, пробовал. Другое дело, что 10,5 легко получается обычными методами при таком буме.
Но есть ещё один момент. При современной автоматизации можно сделать компьютер-перестраиваемые нагрузки по диапазону, и тогда можно 11,5 получить в любой точке. Линии при этом менять не надо.
Также можно сделать симметричный вариант, где 3-й элемент в середине бума а 2-й и 4-й на равном расстоянии от центра. Тогда получится легко переключать вперёд-назад. Тоже пробовал. Усиление 10,5 дБи остаётся.

UA3TW июль 2020

[UA3TW]

Только я похвалился, что могу сфазировать любую антенну, как Игорь VR2EH из Гонконга прислал мне ссылку из И.Гончаренко на питаемый с конца диполь. http://dl2kq.de/ant/3-65.htm на предмет а нельзя ли сфазировать 4 таких вертикала, питая их снизу. Оказалось, что я не то, что не могу их сфазировать от одного источника, а даже от 4-х источников не пойму, как запитать. Прошу, может кто что подскажет, поможет...

[RN3KV]

Я пытался немного по другому, но потом остановился на пассивном питании. Так проще получить несколько диапазонов.

[RA3GN]

ua3tw
Думаю, что самая сложная антенна на передачу, это 2 четверть - волновых элемента, однако.

[UA3TW]

Тоже так думаю. Намного сложнее чем 4SQ. Но решается. Я сейчас на крыше, первый день практически с антеннами можно поработать, а в понедельник напишу, как я это представляю.

[UA3TW]

Если брать два вертикала по 1/4 лямбда и между ними тоже 1/4 лямбда, то запитать от гибридника как для 4SQ не получится, потому, что гибридник делит мощность ровно вдвое, а двухэлементник потребляет так:если задний 8,4 Вт то передний 20,6 Вт. Разница 2,45 раза. Можно конечно от каскада из двух гибридников запитать, но для двух элементов слишком жирно будет.
Можно просто кабелями подобрать длины и будет работать. От одного элемента 0,22м от второго 0,426м к общему источнику. кабель 50 Ом. Это на частоте 300 МГц, длина волны 1м. Получится кардиоида, усиление по сравнению с одним элементом 3,1 дБ. Входное 29 Ом. Полоса по ДН узкая будет, конечно. Если между вертикалами 1/8 лямбда, то кабели такие: 0,075м и 0,414м. Это всё без коэффициента укорочения. Усиление будет 4,27 дБ по сравнению с одиночным, входное около 9 Ом.
Ну или по рецепту, который здесь ниже прописан в посте 504. Результат примерно тот же будет, входное будет повыше, 36 Ом.
Числа получил с помощью проги EZNEC, там кабели есть. Можно 4nec2 применить, тоже есть кабели, и она бесплатная.

[UF5A]

Я пытался немного по другому, но потом остановился на пассивном питании. Так проще получить несколько диапазонов.

Геннадий, а фото можно?