PDA

Просмотр полной версии : 2 el. In.V с активным питанием



UY5LA
29.12.2006, 12:40
Коллеги, вот наткнулся на статью.
Кто использовал данный вариант 2 el. In.V с активным питанием ?
Поделитесь опытом.
73! Виктор. UY5LA

UY5LA
30.12.2006, 09:38
Если сами не делали практически, то напишите свои соображения по данному варианту.
73! Виктор UY5LA

Vlad UR 4 III
04.01.2007, 11:56
Опыта по этой конструкции нет. Но есть опыт, подтверждённый теорией, о недопустимости расположения элементов ближе λ/8. В этом случае в направлении «Вперёд» излучения двух элементов начинают компенсировать друг друга.

ur0gt
04.01.2007, 13:40
есть опыт, подтверждённый теорией, о недопустимости расположения элементов ближе λ/8. В этом случае в направлении «Вперёд» излучения двух элементов начинают компенсировать друг друга.
Однонаправленное излучение можно получить при гораздо меньшем расстоянии между параллельными элементами:
http://www.qslnet.de/member/dl2kq/ant/kniga/711.htm
Другое дело, что при этом сужается полоса, уменьшается входное сопротивление, а следовательно и КПД, особенно при использовании тонких проволочных элементов.
Но это можно частично компенсировать, если применить петлевые вибраторы. В журнале QST публиковалась такая двухэлементная конструкция на 20м из двух петлевых вибраторов с расстоянием между ними 0,05 лямбда с очень приличным подавлением излучения назад, где пассивный элемент настроен директором.

А тут рассматриваются система из двух IV, где близко сведены только вершины.
Еще до появления моделировщиков проверял такую уменьшенную конструкцию на УКВ, ДН которой переключалась в 4 направления. Но фазосдвигающая система использовалась другая.
Подавление излучения назад получалось неплохое, но велик уровень боковых лепестков.

73 Николай

Vlad UR 4 III
05.01.2007, 13:49
Николай!
Спасибо за ответ. Я знакомился с этим материалом ранее. Сейчас нет времени писать детально, поэтому ограничусь простым вопросом.

//Происходит примерно то же самое, что и с водопроводным краном, выходное отверстие которого почти полностью заткнуто пальцем. Мы перекрываем воде (излучению) все пути (назад, вправо, влево), кроме одной оставленной свободной маленькой дырочки (вперед). Поэтому воде (излучению) не остается ничего другого как вырываться в эту дырочку (вперед) с большим напором (усилением). Поиграйте с краном, и вы хорошо поймете принцип работы рассматриваемых антенн. //

Вы тоже считаете, что ВСЯ излучаемая энергия уйдёт в дырочку «вперёд»?
Или всё-таки «вперёд» уйдёт нескомпенсированная её часть?

Условие однонаправленности излучения системы двух антенн – равенство 180 гр расстояния между ними и фазового сдвига излучения элементов. При расстоянии между элементами с активным питанием меньшем 45 гр. начинается компенсация излучения «вперёд». Разумеется, что элементы висят наклонно. Но эффект компенсации всё равно будет. Именно этим я объясняю недостаточную эффективность антенны RZ6AU.
http://www.cqham.ru/ant47_19.htm
73!

ur0gt
06.01.2007, 19:43
Вы тоже считаете, что ВСЯ излучаемая энергия уйдёт в дырочку «вперёд»?
Или всё-таки «вперёд» уйдёт нескомпенсированная её часть?

Конечно же, Влад, не вся энергия уходит в эту мифическую "дырочку".
Если бы КПД антенны был 100%, то вся энергия поступающая в антенну уходила бы не в эту "дырочку", а в окружающее пространство согласно диаграммы направленности антенны. Но у реальных антенн КПД меньше 100%. Поэтому некоторая часть энергии идет на потери.

Рассуждая о компенсации, не следует забывать про фундаментальный закон сохранения энергии, на что так часто обращают ваше внимание.
В конечном итоге, при любом расстоянии между элементами, вся энергия поступающая в антенну излучается в виде электромагнитных волн, за исключением той ее части, которая рассеивается на сопротивлении потерь.
Сопротивление излучения и сопротивление потерь включены последовательно. При сближении элементов сопротивление излучения падает, а сопротивление потерь остается прежним. Поэтому доля энергии идущая на потери увеличивается. Следовательно, в однонаправленных антеннах, при расстоянии между параллельными элементами менее 1/8 лямбда, нельзя использовать тонкие проволочные и укороченные элементы. Иначе КПД антенны будет очень низкий.

Но тут рассматривается двухэлементная антенна у которой близко сведены только середины изогнутых элементов. Сопротивление излучения при этом не очень маленькое. Поэтому использование проволочных элементов допустимо.
Другое дело, что при такой конфигурации элементов наблюдается повышенный уровень боковых лепестков ДН, хотя подавление излучения назад можно получить неплохое. Это я проверил практически, но с другой фазосдвифигающей системой.

А справится ли с этой задачей предлагаемая схема – не знаю. Надо моделировать или проверять практически.

Условие однонаправленности излучения системы двух антенн – равенство 180 гр расстояния между ними и фазового сдвига излучения элементов.

Вряд ли кто-нибудь, кроме некоторых из тех, кто и сам знает, правильно поймут, что Вы попытались тут объяснить :)
Надо стараться излагать свои мысли более понятно. Запихнули в одно предложение то, для чего нужен минимум абзац. Чрезмерная краткость тоже во вред. :crazy: Остается также гадать, правильно ли Вы сами понимаете условия получения однонаправленного излучения? :)

При расстоянии между элементами с активным питанием меньшем 45 гр. начинается компенсация излучения «вперёд». Разумеется, что элементы висят наклонно. Но эффект компенсации всё равно будет. Именно этим я объясняю недостаточную эффективность антенны RZ6AU.
http://www.cqham.ru/ant47_19.htm

Думаю, что недостаточная эффективность этой антенны объясняется не выдуманным Вами "эффектом компенсации", а пониженным КПД из-за малого сопротивления излучения, потерь в примененной там фазосдвигающей системе и антенного эффекта фазосдвигающих и питающего кабелей.

73 Николай

Vlad UR 4 III
09.01.2007, 14:12
Николай!
С «пониженным КПД из-за малого сопротивления излучения и постоянной величиной потерь» может быть соглашусь. Но шибко об этом не задумывался.

//Запихнули в одно предложение то, для чего нужен минимум абзац. Чрезмерная краткость тоже во вред. Остается также гадать, правильно ли Вы сами понимаете условия получения однонаправленного излучения? //

Хорошо пишем абзац.
В направлении «назад» излучения двух элементов должны быть в противофазе. Это достигается, когда расстояние между ними и сдвиг фаз излучения элементов в сумме равны 180 гр. Например, расстояние между элементами λ./4 и линия задержки 90 гр. Или расстояние между элементами λ./8 и 135 гр. задержки.
В направлении «вперёд» излучения двух элементов в идеале должны совпадать по фазе. Фазовый сдвиг «вперёд» равен разности расстояния между элементами и сдвига фазы их излучений. При λ./4 и линии задержки 90 гр. фаза излучений элементов совпадают. При λ./8 и 135 гр. задержки фазовый сдвиг вперёд равен 90 гр.
Нарисуем на кальке две одинаковых синусоиды. Наложим их друг на друга так, чтобы они совпали. Площадь полуволны синусоиды пропорциональна величине энергии, излучаемой «вперёд» одним элементом. При 0 фазовом сдвиге в направлении «вперёд» излучения двух элементов не компенсируют друг друга, поэтому суммарная энергия эквивалентна излучению одиночного элемента при 100%-ом подводе к нему излучаемой энергии. Если сдвигать синусоиды относительно друг друга, то видно, что суммарная энергия излучения в направлении «вперёд» начинает уменьшаться. При 90 гр фазовом сдвиге суммарная энергия излучения «вперёд» равна излучению одиночного элемента в том же направлении при 50%-ой излучаемой мощности. При дальнейшем сдвиге … понятно что. Мне кажется, что этого многие не учитывают.

// недостаточная эффективность этой антенны объясняется не выдуманным Вами "эффектом компенсации"//

Да, нет. Нет никакого «эффекта», обычные физ процессы.
73!

ur0gt
12.01.2007, 01:36
//Запихнули в одно предложение то, для чего нужен минимум абзац. Чрезмерная краткость тоже во вред. Остается также гадать, правильно ли Вы сами понимаете условия получения однонаправленного излучения? //

Хорошо пишем абзац.
В направлении «назад» излучения двух элементов должны быть в противофазе. Это достигается, когда расстояние между ними и сдвиг фаз излучения элементов в сумме равны 180 гр. Например, расстояние между элементами λ./4 и линия задержки 90 гр. Или расстояние между элементами λ./8 и 135 гр. задержки.
В направлении «вперёд» излучения двух элементов в идеале должны совпадать по фазе. Фазовый сдвиг «вперёд» равен разности расстояния между элементами и сдвига фазы их излучений. При λ./4 и линии задержки 90 гр. фаза излучений элементов совпадают. При λ./8 и 135 гр. задержки фазовый сдвиг вперёд равен 90 гр.

Пока правильно, Влад.
Примерно так и объясняется в учебниках получение однонаправленного излучения.
Но, для простоты понимания, оно несколько упрощенное.
При четвертьволновом расстоянии между элементами оптимальный фазовый сдвиг между токами элементов немного больше 100 град. Потому что при 90 град. хорошее подавление только строго назад, а не практике важнее получить подавление в более широком секторе заднего полупространства.
На первом рисунке ДН и параметры при фазовом сдвиге 90 град, а на втором - при оптимальном фазовом сдвиге.


Нарисуем на кальке две одинаковых синусоиды. Наложим их друг на друга так, чтобы они совпали. Площадь полуволны синусоиды пропорциональна величине энергии, излучаемой «вперёд» одним элементом. При 0 фазовом сдвиге в направлении «вперёд» излучения двух элементов не компенсируют друг друга, поэтому суммарная энергия эквивалентна излучению одиночного элемента при 100%-ом подводе к нему излучаемой энергии. Если сдвигать синусоиды относительно друг друга, то видно, что суммарная энергия излучения в направлении «вперёд» начинает уменьшаться. При 90 гр фазовом сдвиге суммарная энергия излучения «вперёд» равна излучению одиночного элемента в том же направлении при 50%-ой излучаемой мощности. При дальнейшем сдвиге … понятно что. Мне кажется, что этого многие не учитывают.

А тут уже опять включилась ваша фантазия :crazy: :)
При расстоянии между элементами 1/8 лямбда усиление и подавление излучение назад можно получить больше, чем при 1/4 лямбда (третий рисунок).
При расстоянии 0,08 лямбда - еще больше (четвертый рисунок), но существенно уменьшается входное сопротивление, что затрудняет согласование. И элементы должны быть толстые (из труб не менее 20 мм). Если сделать проволочные, то из-за потерь усиление снизится на пару дБ.

73 Николай

Vlad UR 4 III
12.01.2007, 14:30
ur0gt
//Пока правильно, Влад.
Примерно так и объясняется в учебниках получение однонаправленного излучения.
Но, для простоты понимания, оно несколько упрощенное.//

Правильно. В учебниках рассматривается случай горизонтального распространения ЭМВ. Цель – донести до обучающего принцип работы. В реале ЭМВ может придти к системе под неким углом к горизонту и тогда надо корректировать задержку.
Что касается ослабления сигнала в направлении «вперёд», то это физика. По части моделирования считаю Вас несомненным профи. Меня моделирование шибко не интересует, но полагаю, что используемые модели не содержат основного критерия – напряженности поля у корреспондента.
Слушая эфир и читая форумы, перечислю критерии, используемые радиолюбителями, упражняющимися с Маней: ксв, F/B, усиление. Ни один из этих критериев не связан с напряженность поля у корреспондента.
Если начать расспрашивать, почему в качестве критерия выбран коэф. усиления, то зачастую понимаешь, что радиолюбитель напрямую понимает выражение – «Антенна – лучший усилитель». То же и по другим критериям. Т.е. работа с моделями не освобождает от знания основ радиотехники. Более того, по моим наблюдениям, порождает новые «компьютерные» мифы.

Интересно Ваше мнение.
За системой активной запитки я вижу кучу недостатков и только одно достоинство – обострение лепестка ДН, прижатие его к горизонту. Подавление же фазовым методом легко и более мобильно можно осуществить на рабочем месте оператора
http://dl2kq.de/ant/3-15.htm

RA3EM Анатолий
14.01.2007, 22:57
Для Vladа и Николая впору выделить отдельный ринг на сайте :D

ur0gt
15.01.2007, 02:53
В реале ЭМВ может придти к системе под неким углом к горизонту и тогда надо корректировать задержку.

Опять ваши фантазии.
Это не имеет смысла. Потому, что при наличии всего двух активно запитанных элементов, таким способом не удастся заметно изменить угол максимального излучения без существенного ухудшения других параметров.

Другое дело, что при размещении антенны на разной высоте над землей, желательна небольшая корректировка фазового сдвига для улучшения параметров антенны в целом.

Посмотрите, как выглядят диаграммы направленности и основные параметры первого, второго и четвертого варианта антенны (третий где-то потерялся :) ) при их расположении на высоте 22 м.
Примерные пропорции между Кус и F/B этих вариантов сохранились.
Хотя параметры второго и четвертого варианта можно немного улучшить небольшим уточнением оптимального фазового сдвига для данной высоты.


Что касается ослабления сигнала в направлении «вперёд», то это физика.
Но Вы ее, как обычно, интерпретируете по своему - неправильно :crazy: :)


Меня моделирование шибко не интересует, но полагаю, что используемые модели не содержат основного критерия – напряженности поля у корреспондента.
Слушая эфир и читая форумы, перечислю критерии, используемые радиолюбителями, упражняющимися с Маней: ксв, F/B, усиление. Ни один из этих критериев не связан с напряженность поля у корреспондента.

Полная ерунда! :crazy:
Моделировщики вычисляют ДН и усиление антенны исходя из напряженности поля в дальней зоне.
В моделировщики заложены самые точные методы расчета и формулы.
Вручную считать по такому алгоритму практически невозможно - это займет годы у целого коллектива. Поэтому на практике раньше использовались менее точные упрощенные методики и формулы.
Пора, Влад, выходить из дремучего невежества. А то рискуете остаться в одиночестве :)
Если еще три года назад добрая треть участников с недоверием относилась к моделировщикам, то сейчас таких осталось единицы. Люди оценили этот мощнейший инструмент. Убедились, что при осмысленном и тщательном моделировании практические результаты очень близки к расчетным. Часто настройка по месту вообще не требуется или совсем небольшая.
То, что раньше группа профессионалов проектировала месяцами, сейчас один подготовленный радиолюбитель, с помощью моделировщика, сделает за вечер, причем точнее.

73 Николай

er1mf
15.01.2007, 03:18
Практически это кто то делал? А меряться маманями вы можете сколько угодно... И без результатно..

ur0gt
15.01.2007, 11:37
Практически это кто то делал?
Да, делал.
Еще до появления доступных моделировщиков спроектировал двухэлементную реверсивную антенну из двух диполей с активным питанием обоих элементов.
Потому что все известные подобные конструкции были построены по наивным схемам, где не учитывалось взаимное влияние элементов или получены экспериментальным подбором длин фазосдвигающих отрезков. Эти конструкции или уступали обычным антеннам с одним активным элементам или не раскрывали полностью потециал системы с активным питанием элементов.

Проектирование заняло несколько месяцев, пришлось самому разрабатывать методику расчета и даже выводить требуемые формулы.
Но результат (к сожалению, только моральный :) ) оправдал затраты. Констукция получилась очень удачной и была неоднократно повторена для диапазонов 80 и 40м.

А сейчас то, на что у меня ушли месяцы, с помощь моделировщика и особо не напрягая мозги можно сделать за вечер - максимум два.

И с системой из двух IV, приведенной в начале темы, тоже занимался.
Рассчитать ее теоретически, без моделировщиков, практически невозможно - из-за изогнутости элементов. Поэтому экспериментировал с уменьшенной моделью в диапазоне УКВ. Только использовал другую фазосдвигающую систему. Но до практической реализации дело не дошло - она мне не очень понравилась из-за повышенного уровня боковых лепестков.

73 Николай

Vlad UR 4 III
15.01.2007, 14:20
UA3ECA
//Для Vladа и Николая впору выделить отдельный ринг на сайте//

Идя на встречу пожеланиям трудящихся, прекращаю диалог с Николаем и признаю, что принцип суперпозиций ЭМП, излучаемых двумя элементами с активной запиткой, действует только в направлении «Назад». А «Вперёд» при любых расстояниях между ними и градусах задержки всё чики-чики. Моделировщик не обманывает.

UY5LA
15.01.2007, 19:10
UA3ECA
//Для Vladа и Николая впору выделить отдельный ринг на сайте//

Идя на встречу пожеланиям трудящихся, прекращаю диалог с Николаем .
Спасибо :D Итак, вернемся к исходной позиции.
Кто и что может сказать конкретно именно о данном варианте?
В MMANA данная конструкция показывает определенную работоспособность правда с низким сопротивлением.

73! Виктор