Вид для печати
Я думаю многим здесь не сикрет, что если взять два диполя и подключить к ним напряжение, так чтобы разность фаз токов была 90 гр., тополучим отличную кардиониду. А не кто не думал, чтобы не вести питание к двум вибраторам запитать один. Второму подключить на вход что-то вроде параллельного контура. Может и выйдет этот сдвиг фаз на 90 гр. Помоему проще былобы. Интересная мысль. Решил посоветоваться. Ктото эксперементировал?
...не кардиоиду, а замечательную круговую диаграмму направленности. Или излучатель с круговой поляризацией (смотря как расположены вибраторы). Чтобы получить кардиоиду, нужно сложить сигналы штыря и рамки (или магнитной антенны), как делали в приемниках для "Охоты на лис".Цитата:
Первоначальное сообщение от ViktorGl
Я думаю многим здесь не сикрет, что если взять два диполя и подключить к ним напряжение, так чтобы разность фаз токов была 90 гр., тополучим...
А фазовый сдвиг на 90 градусов вполне можно получить и с помощью контуров и с помощью четвертьволнового отрезка линии, например.
По поводу приемника для охоты на лис. Идея понравилась, надо обдумать, спасибо.
//А не кто не думал,...//
Думал. И называется это РЕФЛЕКТОР!
http://ua1cbm.h1.ru/antenns/16.html рис. 12.30. Здесь автор предлагает резистор поставить. НЕ получается что-то у меня. Или автор был не прав или я гдето ошибаюсь. Промоделировал я эту антенну по тем параметрам которые даются. Что-то больше на грушу смахивает. После оптимизации по нагрузке картина существенно не изменилась. Хочется конечно чтобы я ошибался а не автор. Приятно быть оптимистом.
Для получения кардиоиды еще необходимо равенство токов этих двух диполей, которое кстати будет при неравенстве напряжений (из-за различных импедансов диполей в такой системе). При активной же запитке только одного диполя равенство токов невозможно. Ток в пассивном элементе всегда будет меньше. Но эта разница уменьшается при сближении диполей от исходного в Вашем случае расстояния в четверть волны. Поэтому ДН близкую к кардиоиде можно получить только при очень малом расстоянии между диполями (менее 1/8 длины волны). А необходимый фазовый сдвиг (естественно, уже иной) проще всего получить небольшим укорочением пассивного элемента (настройкой его директором).Цитата:
Первоначальное сообщение от ViktorGl
Я думаю многим здесь не сикрет, что если взять два диполя и подключить к ним напряжение, так чтобы разность фаз токов была 90 гр., тополучим отличную кардиониду. А не кто не думал, чтобы не вести питание к двум вибраторам запитать один. Второму подключить на вход что-то вроде параллельного контура. Может и выйдет этот сдвиг фаз на 90 гр.
Николай
И не получится - не мучайтесь.Цитата:
Первоначальное сообщение от ViktorGl
http://ua1cbm.h1.ru/antenns/16.html рис. 12.30. Здесь автор предлагает резистор поставить. НЕ получается что-то у меня. Или автор был не прав или я гдето ошибаюсь.
Автор "слышал звон........." С помощью дополнительного рефлектора с резистором можно уменьшить излучение назад только в многоэлементном волновом канале.
Николай
То есть, как бы я этого не хотел получить одинаковые токи в двух диполях невозможно, подключая к одному из этих вибраторов питание, а ко второму комплексное сопротивление. А если добиться одинаковых амплитуд (обеспечить резонанс токов во втором) то необходимого сдвига фаз не будет. Или равенство токов в любом случае не возможно по амплитуде?
Второй момент. Если я размещу эти диполи на близком расстоянии друг от друга, меньше 1/8 длины волны. Амплитуды будут приблизительно равны. Можно добиться сдвига фаз, именно изменяя комплексное сопротивление второго?
Да, это так. Ведь даже резонансный пассивный элемент не может "перехватить" всю энергию излученную активным вибратором.Цитата:
Первоначальное сообщение от ViktorGl
Или равенство токов в любом случае не возможно по амплитуде?
А вот в трехэлементной антенне, для получения однонаправленного излучения, токи в крайних элементах должны быть примерно в два раза меньше, чем в среднем. Поэтому при трех и более элементах выгода от активного питания всех элементов не столь велика, как в двухэлементной конструкции.
Можно. Но такая антенна будет более"низкоомна" и узкополосна, чем при обычно рекомендуемом расстоянии 0,125...0,17 длины волны.Цитата:
Второй момент. Если я размещу эти диполи на близком расстоянии друг от друга, меньше 1/8 длины волны. Амплитуды будут приблизительно равны. Можно добиться сдвига фаз, именно изменяя комплексное сопротивление второго?
Николай
Спасибо за объемные и практически исчерпывающие ответы. В принципе все понятно. По поводу полосы пропускания, в принципе можно диаметр диполя немного увеличить, но без СУ думаю тут тогда будет тяжеловато обойтись. Я вот тут другое думаю, если действительно придется применять СУ для f = 1,2-1,3 GHz при мощности до 3kW. СУ на сосредоточенных элементах думаю рассыплются. Полосок использовать страшно, думаю, наводки от антенны при таких мощах будут большие и экранирование не поможет (утверждать не буду, еще не баловался), боюсь все параметры будут уплывать. Какой тут наилучший способ. Грустно, если кроме подгона самой антенны, других способов нет.
Выдайте более подробное тех. задание - что Вы хотите получить?
Может сообща что-нибудь придумаем.
Николай
С кардиоидой определился. Скорее всего буду подводить питание к двум диполям, делая "спагетти" из кабеля. Над остальным думаю, пока еще рано морочить голову народу. Это тема стоящая отдельного обсуждения. Надо обдумать.
Хочу выразить отдельную поблагодарить ур0гт, DMJ и Vlad UR 4 III за проявление интереса к этой теме.
Тут не все так просто, как кажется на первый взгляд. Есть "подводные камни". Например, у элементов в "системе" совсем другие импедансы, чем у каждого поодиночке, которые сильно зависят не только от расстояния между элементами, но и от фазового сдвига между их токами. Эти импедансы могут отличаться в несколько раз и иметь большую реативность (обычно разного знака). Поэтому получить равенство токов и необходимый фазовый сдвиг между ними - непростая задача при проектировании и настройке.Цитата:
Первоначальное сообщение от ViktorGl
Скорее всего буду подводить питание к двум диполям, делая "спагетти" из кабеля.
Много конструкций, приведенных в радиолюбительских изданиях, построены по "наивной" схеме. Их авторы исходили из того, что импедансы элементов одинаковы и равны волновому сопротивлению питающих и фазосдвигающих отрезков линий. Поэтому на практике они или не работают совсем, или гораздо хуже, чем могли бы в данных условиях.
Николай
Например, у элементов в "системе" совсем другие импедансы, чем у каждого поодиночке
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.
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.Цитата:
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…
Николай
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...
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.Цитата:
Первоначальное сообщение от ViktorGl
На эту тему статья Игоря Гончаренко довольно интересная есть http://www.qslnet.de/member/dl2kq/ant/kniga/613.htm.
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.
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.Цитата:
…и чем привлекательная она для меня то это тем, что сначала можно увидеть всю картину, а потом уже и формулы трех этажные можно рисовать...
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
А представте как интересно было бы вести расчеты при помощи механического арифмометра или деревянных счет...Цитата:
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
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.
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...
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?
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.Цитата:
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...
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
Кардиоида нужна только в пеленгаторных антеннах.Цитата:
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]
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
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
//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