Емкость удлиняющей катушки

[Serg73]

Здравствуйте, друзья!
Помогите пожалуйста разобраться.

Мне попадались фотографии антенн, у которых удлиняющие катушки намотаны с некоторым шагом. Как я понимаю, это делают для снижения собственной емкости катушки.
Для чего снижают ёмкость? Для увеличения полосы пропускания или есть какие-то еще причины, например увеличение КПД?

Как я понимаю, добавление небольшой ёмкости параллельно удлиняющей катушке приведёт к увеличению общего реактивного сопротивления (как будто бы увеличилась индуктивность) и я не вижу причину по которой должны увеличится потери. Таким образом, для настройки антенны в резонанс, можно использовать совсем маленький подстроечный конденсатор параллельно удлиняющей катушке. Порядка 20 пф., для диапазона 80 м.
Никогда не видел, чтобы так делали. Чем плохо такое решение?

Обычно конденсатор включают последовательно с катушкой, но при этом надо использовать катушку с большей индуктивностью, а значит с большим сопротивлением и потери вырастут. Кроме того, переменный конденсатор нужен с большой ёмкостью и на большой ток - большой и дорогой.

[R3DDL]

1. Инерция мышления

Например, есть большие проблемы при намотке анодного дросселя для лампового усилителя. Проблема в существовании множества паразитных резонансов, которые реально могут выжечь этот несчастный дроссель..

Поэтому - "как бы чего не вышло", стараемся избавиться от паразитной емкости. Хотя условия для катушек - абсолютно разные

2. 99 из 100 радиолюбителей не знают, что "добавление небольшой ёмкости параллельно удлиняющей катушке приведёт к увеличению общего реактивного сопротивления (как будто бы увеличилась индуктивность)"

Как-то так

[R1AIT]

Как я понимаю, добавление небольшой ёмкости параллельно удлиняющей катушке приведёт к увеличению общего реактивного сопротивления (как будто бы увеличилась индуктивность) и я не вижу причину по которой должны увеличится потери. Таким образом, для настройки антенны в резонанс, можно использовать совсем маленький подстроечный конденсатор параллельно удлиняющей катушке. Порядка 20 пф., для диапазона 80 м.
Никогда не видел, чтобы так делали. Чем плохо такое решение?

Я постоянно так делаю, но в ёмкости не ограничиваюсь, удлиняющей катушку не называю, скорее контурной, использую КПЕ. Более того, питаю антенну через катушку связи, поверх этой самой контурной. Антенна Фукса называется. Более 10 лет регулярно использую эту конструкцию, но, почемуто, постоянно находятся люди, которые меня пытаются убедить, что работать это не может. При этом сами пробовать отказываются.

[Serg73]

Спасибо! Возможно, моё антенное хозяйство приобретёт менее дикий вид.

Я попробовал посчитать:
Частота 7.05 МГц
Штырь длинной 7 М с 4 противовесами по 10 М.
В основании включены параллельно индуктивность и емкость. Добротность 300. (Будем предполагать, что добротность в понимании MMANA учитывает только потери в катушке.)



L - Индуктивность
C - Емкость
R - Активная часть сопротивления антенны.
и полоса пропускания.

R=7.492 L=6.92 C=0 32.4кГц
R=7.587 L=6 C=11.3 29.7 кГц
R=7.943 L=4 C=53.8 22.7кГц

Видно, что при добавлении емкости увеличивается активное сопротивление (значит в эквивалентной схеме появляется дополнительное последовательно включенное сопротивление потерь.) и уменьшается полоса пропускания.
Но всё это в небольших пределах и, значит параллельную емкость использовать действительно можно.

Я пока не понял причину роста активного сопротивления, возможно, ММАНА по заданной Q добавляет потери и в конденсаторе, которые, на самом деле меньше. Если так - потери мощности на самом деле меньше, чем я получил.
Для понимания надо вручную посчитать эквивалентную схему, заменив антенну последовательно включенными конденсатором и резистором, номиналы которых можно определить из величины комплексного сопротивления штыря.

[UA9KAA]

В СУ катушку с шагом делают, чтобы было удобно перепаивать отвод при настройке. При этом приходится увеличивать количество витков катушки, что также при настройке удобнее, т.к. делает ее более "плавной". Для более плавной настройки также не нужно делать катушку слишком большого диаметра. Я для себя оптимальным считаю расстояние 1.5-2 мм. и диаметр 40-50 мм. для диапазонов 80-160 м.

[RA9SVY]

для настройки антенны в резонанс, можно использовать совсем маленький подстроечный конденсатор параллельно удлиняющей катушке. Порядка 20 пф., для диапазона 80 м.

Именно так делаю для настройки короткого (около 8,5 м) вертикала на 3,5 МГц. Полоса по уровню КСВ=1,5 узкая, поэтому требуется подстройка. Конденсатор небольшой ёмкости, максимум 30 пф. Тот же вертикал на 7 МГц имеет широкую полосу и в перестройке не нуждается.


Сообщение от Serg73 
L - Индуктивность
C - Емкость
R - Активная часть сопротивления антенны.
и полоса пропускания.

R=7.492 L=6.92 C=0 32.4кГц
R=7.587 L=6 C=11.3 29.7 кГц
R=7.943 L=4 C=53.8 22.7кГц

Как происходит согласование столь низкого входного сопротивления (схема)?

[Serg73]

Как происходит согласование столь низкого входного сопротивления (схема)?

Это расчетные величины сопротивлений. Реально активное сопротивление немного больше, я думаю, что из-за неучтённых потерь. К укороченному штырю я добавляю эту удлиняющую катушку и широкополосный трансформатор 1:2. Трансформатор 1:2 увеличивает сопротивление в 4 раза 7.5 * 4 = 30 Ом. Этого достаточно, чтобы после кабеля с ним легко встроенный в трансивер тюнер. Реально в середине диапазона КСВ=1 без тюнера.

Такая же схема удовлетворительно работает и на диапазоне 3.5 МГц, при длине штыря 7 М, надо только изменить индуктивность. По расчетам сопротивление должно быть много меньше, но на практике согласование вполне удовлетворительно. Требуется подстройка индуктивности по диапазону. Дома я сейчас использую http://forum.qrz.ru/attachment.php?a...p;d=1507391441
Перестраиваясь по частоте каждый раз хожу на другой конец кабеля регулировать индуктивность. Вчера приделал мотор, но конструкция неудачная и начал думать про регулировку маленьким конденсатором.

Попытки заменить трансформатор Г - образной схемой хороших результатов не дали т.к. сужает полосу пропускания.

Примерно то же самое у меня в автомобиле.

[Serg73]

-PS -

Нашел конструкции трёх Ваших удочек. Дома у меня очень похоже.

Хорошая идея питания антенны в середине. Я её давно обдумываю, пока не с кем было обсудить. Самое замечательное то, что это прекрасно реализуется не только на 1/4 лямбда, но и на укороченных штырях.
Попробую описать словами, если надо, потом нарисую картинку.
Структура антенны:

Земля - Удлиняющая индуктивность - штырь.

Удлиняющая катушка (соединённая одним концом с Землёй, что удобно) настраивает антенну в резонанс.

Мысленно разрезаем штырь где-то около середины. Там точка питания. Настраиваем удлиняющую катушку. Получаем в точке питания чисто активное сопротивление. Теперь, если мы начинаем двигать точку питания по штырю, меняется только сопротивление, которое остаётся чисто активным. Удивительно но и практически не меняется полоса пропускания.

Реализовать можно двумя способами:
1) Нижнюю часть вибратора сделать из коаксиального кабеля, верхнюю - из провода.
Выглядит так. Коаксиальный кабель доходит от передатчика к месту крепления антенн, пропускаем через большое низкочастотное ферритовое кольцо, несколько витков. Зачищаем внешнюю изоляцию и соединяем оплётку через удлиняющую катушку на землю. Потом кабель нужное количество метров идёт по нашему штырю дальше к центральной жиле припаян провод - до конца штыря.

2) Запитать в нужной точке через кольцо. Примерно так: http://dl2kq.de/ant/3-38.htm

Пока такую конструкцию не делал т.к. антенна хорошо работает через трансформатор.

[R3MO]

99 из 100 радиолюбителей не знают, что "добавление небольшой ёмкости параллельно удлиняющей катушке приведёт к увеличению общего реактивного сопротивления (как будто бы увеличилась индуктивность)"

А сколько тогда не знают, что добавление идуктивности последовательно конденсатору увеличивает емкость?

Видно, что при добавлении емкости увеличивается активное сопротивление (значит в эквивалентной схеме появляется дополнительное последовательно включенное сопротивление потерь.)

Неправильный вывод.



Вот, например, было входное антенны 10 Ом, LC - цепочка преобразовала 10 Ом в 50. Тут что, 40 Ом сопротивления потерь добавилось?

[R3MO]

Например, есть большие проблемы при намотке анодного дросселя для лампового усилителя. Проблема в существовании множества паразитных резонансов, которые реально могут выжечь этот несчастный дроссель..

А не надо необоснованно большую индуктивность наяривать, тогда и проблем не будет. Учитесь у Сергея EX8A.
(Кстати, кто знает, куда он "пропал"?)

[R3DDL]

А сколько тогда не знают, что добавление индуктивности последовательно конденсатору увеличивает емкость?

Остальные 99%

[R3DDL]

Учитесь у Сергея EX8A.

Уже

[RJ3FF]

2. 99 из 100 радиолюбителей не знают, что "добавление небольшой ёмкости параллельно удлиняющей катушке приведёт к увеличению общего реактивного сопротивления (как будто бы увеличилась индуктивность)"

Да, но при этом увеличится зависимость реактивного сопротивления от частоты, так, что увлекаться этим ( пытаться удвоить реактивность, к примеру) очень даже не стоит.
Межвитковой ёмкостью здесь , конечно, можно и нужно пренебречь.

[RJ3FF]

ММАНА по заданной Q добавляет потери и в конденсаторе,

Не добавляет. Q в мммане - это собственная добротность катушки.

[UA4HAZ]

Учитесь у Сергея EX8A. (Кстати, кто знает, куда он "пропал"?)

Ну так он сам объявил, что уходит из радиолюбительства, в другую, более интересную для него, область деятельности/творчества. Пожелаем ему успехов!