Хитрая кардиоида

[ViktorGl]

Да в таких случаях не выйдет: “сделать базовый элемент, потом "систему" из его и все супер”. Полоса отдельного элемента в системе падает угрожающе сильно. Даже после оптимизации картина хоть и будет красивее, но все равно не приятная. Вывод я сделал из всего этого только один, вполне вероятно что и ошибочный. Надо запас по полосе сильный делать, а вот как, это другой вопрос…
У меня вроде хоть и проще все, но тоже надо репу почесать.

[UR0GT]

Первоначальное сообщение от ViktorGl
Полоса отдельного элемента в системе падает угрожающе сильно. Даже после оптимизации картина хоть и будет красивее, но все равно не приятная. Вывод я сделал из всего этого только один, вполне вероятно что и ошибочный. Надо запас по полосе сильный делать, а вот как, это другой вопрос…

У многоэлементных антенн как с активным питанием, так и у обычных волновых каналов можно получить даже более широкую полосу, чем у одного элемента. Но за счет уменьшения усиления и подавления излучения назад. Можно наоборот, при том же количестве элементов и габаритах антенны "выжать" максимум усиления за счет полосы и подавления назад. А при настройке по максимуму подавления назад тоже не будут максимально возможные два остальных основных параметра (в первую очередь усиление). Обычно исходят из того, какой параметр наиболее важен для данных целей и выбирается разумный компромисс.

Николай

[ViktorGl]

На эту тему статья Игоря Гончаренка довольно интересная есть http://www.qslnet.de/member/dl2kq/ant/kniga/613.htm. Очень часто ходит мнение, что для создания такой системы, всего на всего необходимо сделать базовый элемент желательно с входным сопротивлением равным волновому кабелю, чтобы с СУ меньше мучаться и можно отдыхать. Не тут то. После создания из так называемых “благополучных” базовых антенн решетки, входное сопротивление отдельного элемента сильно меняется (взаимная наводка), и естественно их полоса тоже. А вот тут то и есть над чем подумать… Заинтересовала статейка и решил как то немного поэкспериментировать сначала сделать решетку, а потом оптимизировать начал, пошел от обратного. Результат стал немного лучше, но… я бы не сказал что сильно.
Но ладно уж, уменьшился импеданс, можно подогнать… Э не, тут кроме того что он стал другим от первоначального (с этим еще смериться можно), но во всех элементах разбросан и довольно таки заметно. Людям, которые этой темой занимаются, памятник при жизни ставить надо. Очень захватывающая и интересная тема, но уж больно сложная... Тут не скучно… Стати книгу пишет, и чем привлекательная она для меня то это тем, что сначала можно увидеть всю картину, а потом уже и формулы трех этажные можно рисовать...

[UR0GT]

Первоначальное сообщение от ViktorGl
На эту тему статья Игоря Гончаренко довольно интересная есть http://www.qslnet.de/member/dl2kq/ant/kniga/613.htm.

На ссылке рассматриваются антенны поперечного излучения, у которых максимум излучения перпендикулярен (поперечен) осевой линии вдоль которой расположены элементы. А мы вроде бы говорили про антенны продольного излучения, где все гораздо сложнее.
Ведь у антенн поперечного излучения импедансы элементов не очень сильно отличаются от импеданса одиночного элемента, да и токи их должны быть синфазны, что упрощает проектирование. Поэтому при построении схемы их питания без учета разницы импедансов элементов антенна поперечного излучения работает лишь немного хуже.
А вот в антеннах продольного излучения такой легкомысленный подход не проходит. Они или не работают совсем или намного хуже, чем могли бы. Ведь в антеннах продольного излучения импедансы элементов могут отличаться в несколько раз и иметь гораздо большие реактивные составляющие.

…и чем привлекательная она для меня то это тем, что сначала можно увидеть всю картину, а потом уже и формулы трех этажные можно рисовать...

Но это сейчас, когда есть хорошие и доступные антенные моделировщики. А вот задолго до их появления у меня ушло несколько месяцев на проектирование реверсивной (с переключаемой на 180 град. диаграммой направленности) антенны из двух полуволновых диполей с четвертьволновым расстоянием между ними. Пришлось самому разрабатывать не только методику расчета, но и выводить необходимые формулы. К сожалению, прямой расчет мне так и не удалось создать; он получался слишком сложным и громоздким, а только проверочный, с помощью которого я мог вычислять все основные параметры уже заданной антенны. Однократный расчет основных параметров на программируемом калькуляторе занимал примерно полчаса. Постепенно, методом приближения, варьируя длиной всех трех отрезков коаксиала и диполей, через много десятков циклов расчета получил максимально возможные для такой конструкции параметры. Все эти расчеты заняли несколько тетрадей - до сих пор храню, хотя после появления хороших моделировщиков в этом уже нет необходимости.
Кстати, оптимальный фазовый сдвиг между токами элементов при четвертьволновом расстоянии между ними равен не 90 град., как пишут во всех учебниках, а около 110 град.. 90 град. там приведено для простоты объяснения процесса получения однонаправленного излучения, хотя может быть некоторые чистые теоретики и преподаватели этого и не знают.
Конструкция получилась очень удачной. Все фазосдвигающие отрезки и фидер из коаксиала 75 Ом. Размеры фазосдвигающих отрезков очень далеки от тех, что получаются при «наивном» подходе. Без всяких элементов согласования, КСВ в фидере не больше 1,2 во всем диапазоне 40 м. Соотношение вперед/назад при переключении направления 20…40 дБ в зависимости от трассы и прохождения. Приятным сюрпризом оказалось то, что антенна неплохо работает и на диапазоне 15 м с КСВ не хуже 1, 5 и соотношением вперед/назад 10…15 дБ. Во всяком случае лучше, чем дельта и другие одноэлементные конструкции.
Эту антенну повторили несколько местных (и не только) радиолюбителей, а некоторые работают и по сей день. Во всех случаях потребовалось только уточнение длин диполей в зависимости от высоты подвеса и других местных условий. Когда знакомый любитель QRP проводил с ней QSO с 7…0 районами, то никто не верил, что у него всего 4 Ватта.
Так что труд не пропал зря. А сейчас с помощью моделировщика такую конструкцию можно спроектировать и тщательно исследовать всего за один вечер. Поэтому к моделировщикам у меня двоякое отношение. С одной стороны, это мощнейший инструмент, ускоряющий проектирование и исследование антенн в тысячи раз. А с другой стороны снивелировались требования к уровню подготовки. Раньше «конкурентов» можно было пересчитать по пальцам, а сейчас их тысячи. При усидчивости достойную внимания конструкцию можно получить даже методом «научного тыка» или оптимизируя уже известные решения. Поэтому заниматься антеннами стало не так интересно. Искусство превратилось в массовое ремесло

Николай

[RN6L]

Первоначальное сообщение от ур0гт
Так что труд не пропал зря. А сейчас с помощью моделировщика такую конструкцию можно спроектировать и тщательно исследовать всего за один вечер. Поэтому к моделировщикам у меня двоякое отношение. С одной стороны, это мощнейший инструмент, ускоряющий проектирование и исследование антенн в тысячи раз. А с другой стороны снивелировались требования к уровню подготовки. Раньше «конкурентов» можно было пересчитать по пальцам, а сейчас их тысячи. При усидчивости достойную внимания конструкцию можно получить даже методом «научного тыка» или оптимизируя уже известные решения. Поэтому заниматься антеннами стало не так интересно. Искусство превратилось в ремесло

Николай

А представте как интересно было бы вести расчеты при помощи механического арифмометра или деревянных счет...
Но два или три элемента можно было все таки настроить. Но вот если больше - то проблема. Именно по этой причине в 80-х годах на коллективке (UZ6LZL) мы строили LogYagi, используя практически опробованную методику расчета от Эдельмана, опубликованную в "Радио" №7/8 - 81г.
Та методика позволяла построить антенну и не настраивать. При этом получались весьма хорошие результаты. Однажды сравнивались с RL8PYL на 40-ке. У них тогда была 5 ел. Yagi с длиной бума 28м, у нас 5 ел. с тремя активными и длиной бума 14м. Сравнивались на VK/ZL как на прием так и на передачу. Получили одинаковый результат. Конечно в том случае невозможно было учесть прохождение. После того эксперимента Саша PCZ заявил - "Все, ломает 5 ел, делаем 2 по 3!"
Ну а насчет того что неинтересно стало, позволю не согласиться. Особенно если идет речь о больших антенах. Те кому нужны большие эффективные антенны - контестмены в большинстве случаев, были бы рады не тратить время на их проектирование и постройку. Для таких радиолюбителей эффективная антенна - инструмент в основном хобби. Ну а любителей поконструировать антенны и не эксплуатировать их найдутся единицы пожалуй.

[ViktorGl]

Все фазосдвигающие отрезки и фидер из коаксиала 75 Ом. Размеры фазосдвигающих отрезков очень далеки от тех, что получаются при «наивном» подходе

На данный момент мне знакомы два способа питания такой антенны – это метод Крисмана (который использовали Вы) и метод Леволина, возможно существуют и другие методы, но принцип их один и тот же. В точке параллельного соединения линий их напряжения должны быть равны как по амплитуде так и по фазе. Поэтому отрезки должны выполнять не только фазосдвигающую функцию…

оптимальный фазовый сдвиг между токами элементов при четвертьволновом расстоянии между ними равен не 90 град., как пишут во всех учебниках, а около 110 град.. 90 град. там приведено для простоты объяснения процесса получения однонаправленного излучения, хотя может быть некоторые чистые теоретики и преподаватели этого и не знают.

По поводу преподавателей… Закончил институт связи с красным дипломом, хочу учиться идти дальше а толком то и некуда… Люди достойные внимания ушли на вольные хлеба… А те – которые сейчас, на год старше меня (сомневаюсь я в них сильно). Получается деньги выбрасывай только за корочку, а знаний дадут 0. Вот и приходится самому…, хоть и очень трудно, и больно наступать на те же грабли…

Поэтому заниматься антеннами стало не так интересно. Искусство превратилось в ремесло…

Признаюсь честно, хотелось бы мне взглянуть на Ваш труд, но прекрасно понимая что Вы потратили много времени и сил…, и это Ваш хлеб - не осмеливаюсь...

[UR4III]

ур0гт
//Кстати, оптимальный фазовый сдвиг между токами элементов при четвертьволновом расстоянии между ними равен не 90 град., как пишут во всех учебниках, а около 110 град.. 90 град. там приведено для простоты объяснения процесса получения однонаправленного излучения, хотя может быть некоторые чистые теоретики и преподаватели этого и не знают.//

Насчёт простоты полностью согласен. Но вот объяснить фазовый сдвиг 110 град. не могу. 90 пишется из расчёта, что оба элемента находятся на направлении сигнала. Но сигнал может приходить и под углом к элементам. Тогда фазовый сдвиг меньше 90. Как может получиться 110?
Хотя о линиях задержки более 90 слышал ранее.
У Вас есть какие-то соображения по этому поводу?

[UR0GT]

Первоначальное сообщение от ViktorGl
На данный момент мне знакомы два способа питания такой антенны – это метод Крисмана (который использовали Вы) и метод Леволина.....
Признаюсь честно, хотелось бы мне взглянуть на Ваш труд, но прекрасно понимая что Вы потратили много времени и сил…, и это Ваш хлеб - не осмеливаюсь...

К сожалению, эти методы мне стали известны через несколько лет после расчета и успешного испытания двухэлементной реверсивной антенны. Первоначально из брошюры Игоря Зельдина (UR5LCV), где они описаны с большим количеством ошибок и неточностей. А еще позже удалось прочесть и первоисточники.
Поэтому и пришлось разрабатывать свою методику расчета и выводить необходимые для этого формулы. Уж очень не хотелось связываться с балластными резисторами, на которых теряется часть мощности ( поглощается отраженная волна), как делалось у нас в профессиональных антеннах с активным питанием. Да и схемы там слишком громоздкие.

Теория полей, электродинамика и антенны - всего лишь мое хобби. Дохода это не приносит, а скорее наоборот.

Для диапазона 40 м антенна представляет из себя два проволочных диполя длиной 20,18 м каждый с расстоянием между ними 10,63 м. К каждому диполю "однополярно" подключено по отрезку коаксиала длиной 10,98 м каждый. Между другими концами этих отрезков в узле коммутации включается фазосдвигающий отрезок длиной 5,9 м. Для реверсирования ДН фидер с помощью реле РЭН-33 поочередно подключается то к одному концу фазосдвигающего отрезка, то к другому. Применялся кабель РК75-4-11. Настраивается антенна по максимальному подавлению излучения назад синхронным изменением длин диполей, не обращая внимания на КСВ - он не будет больше 1,2.
Как видите, все получилось очень просто.

Николай

[UR0GT]

Первоначальное сообщение от Vlad UR 4 III
[Насчёт простоты полностью согласен. Но вот объяснить фазовый сдвиг 110 град. не могу. 90 пишется из расчёта, что оба элемента находятся на направлении сигнала. Но сигнал может приходить и под углом к элементам. Тогда фазовый сдвиг меньше 90. Как может получиться 110?
[/B]

Кардиоида нужна только в пеленгаторных антеннах.
А для связи на КВ важно подавление не только строго назад, а более широком секторе. Для этого фазовый сдвиг и делается больше 90 град., хотя подавление вдоль осевой линии по мере увеличения этого сдвига уменьшается. Фазовый сдвиг чуть больше 110 град. - разумный компромисс. При этом и усиление побольше.

Николай

[ViktorGl]

Все гениальное – просто. Да, но как мне говорили – смотри в корень…

//…как делалось у нас в профессиональных антеннах с активным питанием. Да и схемы там слишком громоздкие…//,

профессиональные антенны со схемой активного питания на глаза не разу так и не попадались…, все на уровне блоков… основные моменты понятны, но хорошей ссылки не встречал…

Спасибо Вам за приятную дискуссию

[ViktorGl]

//Применялся кабель РК75-4-11//
Симметрирование получается надо.

Вот, тоже красиво сделано... Была бы голова только на месте
http://www.qsl.net/dl2kq/ant/3-30.htm