PDA

Просмотр полной версии : Реальные измерения антенным анализатором



ua3avr
07.01.2007, 00:43
Приветствую!

Скажите, а кто инбудь пробовал померить просто сопротивление обычного диполя? Что получается? Вот я сегодня попробовал померить реальные антенны анализатором A-330 от RD3AY&RX3ADU.

1. Сделал простой диполь на 28 МГц, для порядка посчитав его длину под его диаметр провода и слой изоляции в моделировщике, развесил, подсоединил-подвесил анализатор. (!)Important note: анализатор надо вешать с питанием его от батареек или, в крайнем случае, на провод питания поближе к корпусу прибора посадить запирающий дроссель, скажем, на ферритовом кольце. Активное сопротивление около 75 ом получается, а вот с реактивным проблемы: у меня ниже j100 оно становиться не хотело. КСВ, естественно, A-330 даже близко к 75-омной единице не показывает.

На всякий случай было проведено сканирование по частоте. Резонанс так и не нашелся.

2. Собственно, померить простой диполь меня подвигнула неудачная попытка настроить сегодня G-match на одной из антенн этим прибором. Т.е. вроде бы разумные 50 Ом активных на нужной частоте добиться удавалось, передвигая перемычку, а вот добится нулевой реактивности подстройкой последовательного конденсатора o-o-opss, :). Вы будете смеятся, - можно было получить минимум показателя по реактивности и минимум КСВ, вращая ручку конденсатора (причем, далеко не в его крайних положениях), ну а в 0 никак, :). Понятное дело, что показания по минимуму КСВ тоже совсем неудолетворительные, порядок 1.7 и больше.

При этом по простому стрелочному мосту с питанием от трансивера все вполне хорошо настраивается и реактивность конденсатором убирается, :).

Это что? Такие жуткие наводки с антенн, затыкающие прибор? Москва, конечно, но все равно как-то уж это слишком, :).

ua3avr
07.01.2007, 14:29
Выяснилось, что подобная проблема есть не только у меня. Возможные причины подобных проблем:
a) чувствительность прибора к температурному режиму;
б) наводки внешних полей на антенну, как уже высказывалось выше.

Правда, измерения диполя производились при комнатной температуре. Да и вчера в Москве морозом и не пахло, :), ну, разве что сыростью, t на улице была > 0, а большая часть измерений делалась на чердаке с теплыми трубами.

Наводки на чердаке могут быть, - весь чердак завешан проводами интернета. Диполь наводки тоже мог сосать, - я на последнем этаже, а стены в доме кирпичные, не железобетон, - но тут полной уверенности нет, а структура разводки металлических контуров в стенах не очень понятна. Правда, разводка сети в основном на оптике, да и никакого заметного увеличения уровня шумов совсем не почувствовалось с того момента, как инет у нас в доме появился. Соответственно, никаких TVI и прочих interferences никогда не замечалось даже при целенаправленных проверках. И ни до появления сети, ни после.

***

Кстати, на сайте RD3AY ( http://www.rd3ay.cqham.ru/ ) есть программа, которая вполне здорово работает с анализатором AA-330 (вот на этой странице ее можно найти и скачать: http://www.rd3ay.cqham.ru/ant.htm ). Выглядит она посимпатичнее программы rx3adu, по функциональности точно такая же. В отличие от программы rx3adu, она требует установки, нет возможности настройки цветов графиков и в ней нет такого подробного help-а, как у rx3adu. Хотя, можно заметить, что и программа rx3adu оставляет в реестре windows записи (содержание их – это в основном настройки цветов и порта), которые не удаляются при деинсталляции, :), просто потому, что деинсталляция программы не предусмотрена вместе с инсталляцией.

vadim_d
07.01.2007, 16:21
Дмитрий, тут уже вывешивались разные картинки с АА-330, и делятся они на две категории. В одной X падает в нуль раньше, чем надо, и дает, таким образом, зону нечувствительности. В другой он не доходит до нуля, но минимум виден. Однажды видел почти идеальную картинку - видать автор подкрутил девайс. Чтобы убрать все неизвестные (температура, наводки, фаза Луны), сделайте простейший тест - возьмите последовательный RLC контур мегагерц эдак на 25-28 с суммарным R (включая потери катушки) около 25-100 Ом и просканируйте его. Скорее всего, нуля X не будет и там. Попробуйте повторить эксперимент на более низкой частоте - на германиевых диодах добиться удовлетворительной работы в такой схеме нелегко, частотная зависимость мешает работе схемы линеаризации.

ua3avr
07.01.2007, 16:41
Чтобы убрать все неизвестные (температура, наводки, фаза Луны), сделайте простейший тест - возьмите последовательный RLC контур мегагерц эдак на 25-28 с суммарным R (включая потери катушки) около 25-100 Ом и просканируйте его.
Не-не, с измерением локальных сосредоточенных сопротивлений все нормально, отдельных кабелей тоже. И сопротивление в 0 нормально падает за пределами менее j10, как это конструкторами и закладывалось. Я даже как-то картинки выкладывал (их можно посмотреть вот здесь: http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=1068 31#106831 ), где, все, вроде, в рамках разумных погрешностей.

Поэтому, речь пока идет именно о перечисленных выше в этой теме факторах.

bhope
07.01.2007, 18:11
Входное сопротивление системы состоит из сопротивления излучения плюс сопротивление потерь. Сопротивление потерь может быть в общем случае и реактивным. Скорее всего именно эту реактивность Выф и видите. На железобетонных крышах - постоянная проблема. Поднимите свой диполь на лямбда над крышей - картина изменится в лучшую сторону.

ua3avr
07.01.2007, 18:30
Входное сопротивление системы состоит из сопротивления излучения плюс сопротивление потерь. Сопротивление потерь может быть в общем случае и реактивным. Скорее всего именно эту реактивность Выф и видите. На железобетонных крышах - постоянная проблема. Поднимите свой диполь на лямбда над крышей - картина изменится в лучшую сторону.
Сопротивление потерь реактивным быть не может. Просто по определению, :), - потери мощности могут быть только на активном сопротивлении. Все потери в любой антенне отражаются в активном сопротивлении в точке подключения кабеля (генератора), даже если они образуются за счет сильных электрических и магнитных полей в ближней зоне антенны и наведения ими токов в земле и окружающих предметах.

На величину реактивности и, соответственно, резонансную частоту окружение конечно влияет, но наличия резонанса оно не отменят. Которого у моего тестового диполя я так и не нашел даже при сканировании по частоте. :)

ur0gt
07.01.2007, 19:37
Для настройки реальных КВ антенн лучше использовать хороший ВЧ мост. Например, конструкции Юрия Селевко UA9AA. С ВЧ генератором выдающим чистую синусоиду и мощностью не менее полватта.

Практика показала, что при меньшей мощности генератора внешние наводки на антенну сильно искажают результаты измерений.

С помощью ВЧ моста можно измерить напрямую или вычислить по результатам измерений все то же, что и измерить антенным анализатором. И намного точнее.

Анализаторы лишь немного автоматизируют процесс измерений, в ущерб точности. Мощности их генераторов обычно недостаточно для измерения параметров КВ антенн в условиях реальной электромагнитной обстановки.

73 Николай

ua3avr
07.01.2007, 20:15
Для настройки реальных КВ антенн лучше использовать хороший ВЧ мост. С ВЧ генератором выдающим чистую синусоиду и мощностью не менее полватта.
Ну, вот собственно, с обычным стрелочным мостом и питанием его от трансивера все и настраивается вполне неплохо, :) , об этом я уже упомянул.

vadim_d
07.01.2007, 21:08
Не-не, с измерением локальных сосредоточенных сопротивлений все нормально, отдельных кабелей тоже. И сопротивление в 0 нормально падает за пределами менее j10, как это конструкторами и закладывалось. Я даже как-то картинки выкладывал (их можно посмотреть вот на этой странице: http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=1038 2&&start=105, 6-е сообщение сверху), где, все, вроде, в рамках разумных погрешностей.

Поэтому, речь пока идет именно о перечисленных выше в этой теме факторах.
Судя по Вашим картинкам ( http://forum.cqham.ru/download.php?id=8978 и http://forum.cqham.ru/download.php?id=8977 ), прибор из группы "с зоной нечувствительности X" - реактивная составляющая падает в нуль при R=170, где ожидается X того же порядка. Для порога в 10 Ом (как заявлено) зона X=0 была бы очень узкой.

По поводу других факторов. Для симметричного диполя при питании анализатора через развязанный кабель или от батарей все равно остается влияние рук. Может, имеет смысл воткнуть хороший дроссель для common mode между антенной и прибором? Длина его линии конечно войдет в результат, но она может быть совсем небольшой. И еще, что-то говорилось о качестве пластмассы корпуса. Может, идет прямая наводка со своего же диполя? Прикройте прибор фольгой для выпечки, прицепив ее к общему проводу разъема - вдруг поможет?

И еще маленькая просьба. Нет ли во всем многообразии софта к АА-330 возможности экспорта результатов в Excel или CSV? (К оригинальному AA-908/ZM-30 есть линк к Excel). Было бы интересно получить результаты в виде, пригодном для импорта в Mathcad или MATLAB.

ua3avr
07.01.2007, 21:36
Судя по Вашим картинкам ( http://forum.cqham.ru/download.php?id=8978 и http://forum.cqham.ru/download.php?id=8977 ), прибор из группы "с зоной нечувствительности X" - реактивная составляющая падает в нуль при R=170, где ожидается X того же порядка. Для порога в 10 Ом (как заявлено) зона X=0 была бы очень узкой.
Вадим, прибор у меня именно с зоной в 10 Ом, проверено. На картинках там точно частоту не зафиксируешь, тем более в области быстрого изменения jX. Кроме того, теоретический график построен для линии без потерь. Поэтому, думаю, что данная область для сравнения и выводов на данных графиках не очень характерна и прибор вряд ли ошибается больше чем в районе 25%, что кажется вполне допустимым.


Для симметричного диполя при питании анализатора через развязанный кабель или от батарей все равно остается влияние рук.
Влияние рук вполне можно зафиксировать, удаляя их или приближая, проверено. Оно не очень существенное. Ясно, что 73.12 Ом на реальном диполе никогда не получишь. Кроме того, какие бы руки не были, то где-то же резонанс этого диполя найтись должен же?! :) В общем, с точки зрения чистоты эксперимента, думаю, у меня проблем не было. Тем боле, что единицы процентов точности в нем никто не ловил, измеряемые эффекты были куда более значительными.


Может, идет прямая наводка со своего же диполя?
Ну, какая наводка, со своего же собственного генератора в приборе?! :)


И еще маленькая просьба. Нет ли во всем многообразии софта к АА-330 возможности экспорта результатов в Excel или CSV? (К оригинальному AA-908/ZM-30 есть линк к Excel). Было бы интересно получить результаты в виде, пригодном для импорта в Mathcad или MATLAB.
Очень сомневаюсь, что, скажем, rx3adu это делать будет в своем софте. А вот обратиться к RD3AY, по этому поводу, наверное, стоит.

Кроме того, можно данные снять с графиков программами оцифровки. Например, GetData. Правда она платная (30 days trial period), а в бесплатном режиме доступны в ней только основные функции (но и так с ней можно работать вполне неплохо).

ua3avr
07.01.2007, 22:01
А по поводу ошибок при подключении прибора непосредственно на входе антенны думаю следующее.

Скорее всего, тут именно наводки. В Москве это башня в Останкино в прямой видимости, множество УКВ ЧМ станций, которые меньше 1 kw просто не признают, базы сотовых станций и все тоже, как правило, в прямой видимости. Для измерений через кабель результаты получаются вполне разумными и полагаю, что все наводки, сильные на зажимах антенны, будут подавлены на нижнем конце кабеля из за сильного рассогласования на этих частотах и на прибор оказывать влияния они не будут.

Поэтому анализатор в реальной обстановке можно применять, но только через кабель. Запастись хорошим кабелем, скажем, по 7 у.е. метр, сделать несколько хотя бы полуволновых повторителей и мерить. :) Хотя, конечно, все сказанное есть пока только предположения и выводы, на них основанные.
(UPD: Или можно использовать LowPass фильтр, см. ниже. И сказанное все-таки теперь уже несколько большее, чем просто предположения. :))

А вот что не основано на предположениях, так то, что лучше всегда иметь обычный стрелочный мост с источником помощнее. Вместе с контрольным рефлектометром, причем даже в качестве основных инструментов.

vadim_d
07.01.2007, 22:25
Очень сомневаюсь, что, скажем, rx3adu это делать будет в своем софте. А вот обратиться к RD3AY, по этому поводу, наверное, стоит.

Кроме того, можно данные снять с графиков программами оцифровки. Например, GetData. Правда она платная (30 days trial period), а в бесплатном режиме доступны в ней только основные функции (но и так с ней можно работать вполне неплохо).
Если не трудно, попробуйте http://www.palstar.com/software/ZMplot_revK.zip от AA-908 - есть положительная отличная от нуля вероятность, что АА-330 унаследовал протокол AA-908/ZM-30.

ua3avr
07.01.2007, 22:50
Если не трудно, попробуйте http://www.palstar.com/software/ZMplot_revK.zip от AA-908 - есть положительная отличная от нуля вероятность, что АА-330 унаследовал протокол AA-908/ZM-30.
Нет, у меня пока ничего не выходит. Кажется, там программы TetraTerm не хватает.

vadim_d
07.01.2007, 22:58
Нет, у меня пока ничего не выходит. Кажется, там программы TetraTerm не хватает.
Ссылка из мануала к ZM-30: http://hp.vector.co.jp/authors/VA002416/teraterm.html

vadim_d
07.01.2007, 23:40
Я просмотрел старые картинки, выложенные UA3RAW, к примеру 75-омный кабель, нагруженный на 110 Ом резистор при 50-омном выходе прибора :

http://forum.cqham.ru/download.php?id=8885

R, как и положено, колеблется между 110 и (75^2)/110=51, но X при этом (синий цвет) - големный нуль, хотя ожидаются колебания больше, чем +/- 25 Ом. Соответственно SWR, вычисленный по таким R и X, колеблется!!! По-моему, цифра в 10 Ом по X относится только к умеренным R (20-50 Ом), при большом R отсечка по X растет пропорционально.

ua3avr
07.01.2007, 23:42
Скорее всего, тут именно наводки.
Похоже, что в отношении наводок я больше прав, чем нет, :). Снова поставил вчерашний диполь, но уже вместе с LowPass фильтром с частотой среза 30 МГц (лежал у меня давно, EF-80 euro-cb, в принципе подобный на КВ станции быть должен по штату, :)). Резонанс нормальный на диполе появился, хотя сопротивление активное в нем заметно отличается от 75 Ом. Ну, диполь все-таки в комнате развешен, думаю, простительно, :), а прошлые 75 Ом склонен считать случайностью.

ua3avr
07.01.2007, 23:49
Ссылка из мануала к ZM-30: http://hp.vector.co.jp/authors/VA002416/teraterm.htmlПохоже, что TeraTerm это просто терминальная программа, которая получает нечто из порта и записывает в файл. Попробую другие терминальные программы поновее, посмотрим, что получится.

По-моему, цифра в 10 Ом по X относится только к умеренным R (20-50 Ом), при большом R отсечка по X растет пропорционально.Ну, я пока этого не заметил. Если действительно это так, то просигналю.

ua3avr
08.01.2007, 00:28
Если не трудно, попробуйте http://www.palstar.com/software/ZMplot_revK.zip от AA-908 - есть положительная отличная от нуля вероятность, что АА-330 унаследовал протокол AA-908/ZM-30.
Все работает с AA-300 и графики рисует, только процедура больно муторная.
1. Надо запустить терминальную программу на прямую связь с COM-портом. Я запускал обычный Windows-овский HyperTerminal.
2. Задать в приборе диапазон, шаг и запустить сканирование. При этом данные из COM-порта передаются в терминальную программу. Думаю, что с настройками терминальной программы тоже надо повозится, а то у меня при большом объеме передаваемых из прибора данных часть их пропадает.
3. Дальше надо записать полученные данные в отдельный файл с расширением "*.dat".
4. После этого файл этот можно прочесть в ZMplot. Графики все он строит с этого файла нормально.

vadim_d
08.01.2007, 00:51
Все работает с AA-300 и графики рисует, только процедура больно муторная.
1. Надо запустить терминальную программу на прямую связь с COM-портом. Я запускал обычный Windows-овский HyperTerminal.
2. Задать в приборе диапазон, шаг и запустить сканирование. При этом данные из COM-порта передаются в терминальную программу. Думаю, что с настройками терминальной программы тоже надо повозится, а то у меня при большом объеме передаваемых из прибора данных часть их пропадает.
3. Дальше надо записать полученные данные в отдельный файл с расширением "*.dat".
4. После этого файл этот можно прочесть в ZMplot. Графики все он строит с этого файла нормально.
Дмитрий, спасибо огромнейшее - Вы первый, кто проделал этот путь. Я поглядел примеры .dat файлов из этой софтины, втянуть их в MATLAB достаточно легко, в Mathcad напрямую вряд ли пропрет, но если ручками разделить заголовок (параметры скана) и собственно массив на два файла, то нет проблем. В Excel можно и не заходить. Судя по всему, оригинальный Link-908 ( http://www.amqrp.org/ZM30/link908install.zip со страницы http://www.palstar.com/zm30-resource.php ) тоже должен бегать. Теперь есть реальная возможность сравнивать результаты измерений с теорией - я первый в очереди за .dat файлами :crazy:

ua3avr
08.01.2007, 01:44
Здесь пара записанных HyperTerminal-ом *.dat файлов. Первый это тот самый кабель, для которого был рисунок, ("cable_RG-8X.doc", только в таком виде его пропускает движок форума, но на самом деле это текстовый файл, его расширение лучше поменять на *.dat) с сопротивлением около 300 Ом на конце (возможно, оно на 10-20 Ом больше, то, с которым строились графики, никак не найду, :) ). Второй файл ("ant40.doc", с расширением аналогично) - это я для проверки просканировал свою 40м антенну (для нее то точно стоит наверху на чердаке СУ LowPass типа, да еще кабеля больше 25 м, :), так что помехи-наводки на прибор маловероятны, :) ).

Да скорость лучше, наверное, сразу выставить на 9600 в терминальной программе. В HyperTerminal-е приведенные текстовые файлы получаются с помощью функции записи протокола в файл.

vadim_d
08.01.2007, 02:45
Здесь пара записанных HyperTerminal-ом *.dat файлов.
Дмитрий, это просто пэсня! Я побил каждый файл на заголовок и данные, а потом втащил в Mathcad. Вот распечатки в PDF и сами файлы, где только графики замеров. Осталось добавить теоретические данные.

ua3avr
08.01.2007, 03:44
Осталось добавить теоретические данные.
Вадим, теоретические графики ситались по формулам на приложенном рисунке. Величина фазового коэффициента (волнового числа) beta=2 * Pi / Lambda = 2 * Pi * Freq / ( С * Ky ), С - скорость света, Ky - коэфиициент укорочения кабеля (фазовой скорости), у меня он был 0.785. Длина кабеля 7.05 м, сопротивление нагрузки Rн=300 Ом, кабель W=50 Ом.

Если не трудно, можете графики вставить. У меня на ходу только Mathematica 5, а там со вставкой данных из обсуждаемых dat-файлов и их интерполяцией еще нужно повозиться.

Amw
08.01.2007, 10:10
vadim_d
Дмитрий, это просто пэсня! Я побил каждый файл на заголовок и данные, а потом втащил в Mathcad. Вот распечатки в PDF и сами файлы, где только графики замеров. Осталось добавить теоретические данные.
Не надо теоретические... Вернее их не достаточно. Ну будет погрешность, и снова гадать, куда её отнести?
Надо замерить напряжения на измерительном мосту, и напряжения на входе АЦП - тогда можно судить о точности прибора в целом.

ua3avr
Я даже как-то картинки выкладывал (их можно посмотреть вот на этой странице: http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=1038 2&&start=105, 6-е сообщение сверху), где, все, вроде, в рамках разумных погрешностей.
Считаете погрешность разумной? А почему SWR нет?

P.S. для ua3avr:
Чтобы дать ссылку на конкретный пост, надо скопировать link-адрес со значка в виде листочка перед словом "Добавлено"
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=1068 31#106831

ua3avr
08.01.2007, 11:14
Считаете погрешность разумной? А почему SWR нет?
SWR нет потому, что цель была именно в сравнении графиков сопротивлений. Хотя, конечно, для тестирования прибора его бы стоило вывести. Из графиков, построенных Vadim_d в посте по этой ссылке (http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=1098 22#109822) (сам файл находится здесь (http://forum.cqham.ru/download.php?id=9249 )), видно, что колебания SWR 4.1-4.9. Ну, в пределах 30% точность то есть, :). Тем более при сильном удалении от 50 Ом, причем ошибка тут, скорее всего, именно систематическая, с занижением.

Теоретические графики, думаю, построить стоит для ориентира порядка величины. Ясно, что проценты высчитывать глупо, если речь идет о погрешности прибора порядка 25%. И, наверное, вряд ли имеет смысл учитывать в теоретическом графике и потери в линии, хотя в принципе это сделать можно.

PS:
В общем, ясно одно. Какая бы не была точность, лезть на крышу с прибором без LowPass фильтра не стоит, тем более в Москве, :). Иначе он даже в качестве индикатора вряд ли очень полезен. Можно было бы его сделать в виде насадки на антенное гнездо и в качестве дополнительного аксессуара.

Думаю, от разработчиков и распространителей, включая R-Quad, мне положена проставка хорошим красным вином из дорогого магазина. Хотя, я бы предпочел пожизненную бесплатную поддержку прибора, включая модернизации его конструкции и дополнительные опции в виде тех же возможных LowPass насадок. :)

PPS. Для Amw, "Чтобы дать ссылку на конкретный пост, надо скопировать link-адрес со значка в виде листочка...":
Спасибо, Александр, исправлено.

bhope
08.01.2007, 11:48
Входное сопротивление системы состоит из сопротивления излучения плюс сопротивление потерь. Сопротивление потерь может быть в общем случае и реактивным. Скорее всего именно эту реактивность Выф и видите. На железобетонных крышах - постоянная проблема. Поднимите свой диполь на лямбда над крышей - картина изменится в лучшую сторону.
Сопротивление потерь реактивным быть не может. Просто по определению, :), - потери мощности могут быть только на активном сопротивлении. Все потери в любой антенне отражаются в активном сопротивлении в точке подключения кабеля (генератора), даже если они образуются за счет сильных электрических и магнитных полей в ближней зоне антенны и наведения ими токов в земле и окружающих предметах.

На величину реактивности и, соответственно, резонансную частоту окружение конечно влияет, но наличия резонанса оно не отменят. Которого у моего тестового диполя я так и не нашел даже при сканировании по частоте. :)

Я конечно не большой специалист но IMHO сопротивление потерь - величина в общем случае комплексная. Соответсвенно реактивная составляющая, влияющая на входное сопротивление системы может быть достаточно большой. Резонанс системы там, где реактивность равна нулю. Вы можете менять реактивность антенны удлиняя и укорачивая ее, но реактивность вносимую сопротивлением потерь (в том числе и окружающими предметами, крышей, проводами) Вы изменить так просто не можете. Поэтому в общем случае возможна ситуация, когда невозможно скомпенсировать реактивность сопротивления потерь изменением реактивности антенны.
Впрочем проблема малой мощности генератора моста в условиях городских наводок от вещалок и пр. конечно существует, но с ней можно бороться с помощью хороших фильтров, соответсвенно не искажающих результаты измерений в рабочей полосе фильтра.

ua3avr
08.01.2007, 12:12
Я конечно не большой специалист но IMHO сопротивление потерь - величина в общем случае комплексная.
Нет, комплексным может быть только импеданс на зажимах антенны (в точке подключения генератора) и выражает он только отношение амплитуд и сдвиг фаз между током и напряжением в этой точке. Потери же можно ассоциировать только с активным сопротивлением, тогда как на реактивном сопротивлении мощность в принципе рассеиваться не может. Слово "потери" со словом "реактивность" несовместимы в принципе, :)

Окружающие предметы, конечно, влияют на реактивное сопротивление в точке подключения генератора, но к потерям никакая реактивность отношения иметь не может. Да, наверное, можно уловить систематическую связь между сдвигом реактивности и активного сопротивления при приближении-удалении окружающих предметов. Но в связи с потерями можно говорить только о вкладе в активное сопротивление, сравнивать этот вклад с сопротивлением излучения, чтоб установить относительную величину потерь и проч.

И скомпенсировать реактивность можно всегда, в отличие от активного сопротивления (потери неизбежны, как смерть и налоги, :)!), - если это не удается на практике удлинением-укорочением излучателя, то всегда можно поставить СУ и получить чисто активное, да еще нужное по величине сопротивление.

vadim_d
08.01.2007, 14:07
Если не трудно, можете графики вставить. У меня на ходу только Mathematica 5, а там со вставкой данных из обсуждаемых dat-файлов и их интерполяцией еще нужно повозиться.
Выкладываю графики. Теория на странице 3, сравнение на странице 4. Относительно того, куда какую составляющую погрешности отнести, можно думать, но вот пик возле 16 МГц на кривой X похоже из-за недофильтрованного DDS. Про активную составляющую ничего плохого сказать не могу, но реактивную определенно можно (и нужно) мерять точнее. Кстати, скачок реактивности в 0 (при активной составляющей около 200 Ом) имеет величину 29 Ом:

4.35,0186,035.0
4.36,0190,029.0
4.35,0190,029.0
4.34,0195,000.0
4.34,0195,000.0

обратный скачок 36 Ом:

4.54,0200,000.0
4.54,0200,000.0
4.57,0197,036.0
4.58,0197,036.0
4.60,0196,042.0

Скорее всего, при более низком КСВ (2-3) и меньшем R картинка будет получше. Поскольку процесс обсчета отлажен, обработка новых данных займет гораздо меньше времени.

vadim_d
08.01.2007, 14:12
Чтобы дать ссылку на конкретный пост, надо скопировать link-адрес со значка в виде листочка перед словом "Добавлено"
И от меня огромное спасибо за ценный совет. Век живи - век учись!

Peter Pychtin
08.01.2007, 14:46
Сравнение диполя на 20 м из примеров к какой-то программы для 908 и рассчитанного в MMANA, при длине линии 1 лямбда RG-58C/U в APAK/EL. Естественно реактивная составляющая по 908 без учета знака.
К сожалению прилагаемые dat по измерениям AA330 покоцаны и конвертируются в nwl с ошибкой.

ua3avr
08.01.2007, 14:48
Теория на странице 3, сравнение на странице 4. Относительно того, куда какую составляющую погрешности отнести, можно думать, но вот пик возле 16 МГц на кривой X похоже из-за недофильтрованного DDS.
Мне казалось, что расхождения в центральной части (там, где кабель дает полволны) за счет неучета потерь. Потери я прикинул, при оценке потерь в кабеле на уровне 0.025 dB/м (по табличным данным для RG-8 на 10 MHz это 0.018 dB/м) мнимая поправка к коэффициенту "beta" будет 0.003 1/м, т.е. для данного случая около 2 %, что совсем немного. Возможно, чем больше измеряемое активное сопротивление, тем больше и погрешность в реактивности.

Еще данные, тот же кабель с теми же 300 омами на конце, но с настройкой прибора на 75 Ом. Вряд ли они просигнализируют о меньшей погрешности, но тем не менее...

vadim_d
08.01.2007, 15:46
Сравнение диполя на 20 м из примеров к какой-то программы для 908 и рассчитанного в MMANA, при длине линии 1 лямбда RG-58C/U в APAK/EL. Естественно реактивная составляющая по 908 без учета знака.
К сожалению прилагаемые dat по измерениям AA330 покоцаны и конвертируются в nwl с ошибкой.
Peter, конечно в средней картинке на параллельном резонансе, где R имеет пик, переход X через нуль в AA-908 немного "заплыл", но для прибора с 8-битным АЦП результат отличный.

vadim_d
08.01.2007, 16:06
Еще данные, тот же кабель с теми же 300 омами на конце, но с настройкой прибора на 75 Ом. Вряд ли они просигнализируют о меньшей погрешности, но тем не менее...
"Легким движением руки..." - .dat файлы превращаются в элегантные графики. По-моему, погрешность снизилась - авторы похвалялись физическим переключением опорного резистора, большим цифрам должно полегчать. При КСВ менее 10 потери в кабеле не очень важны - нагруженная добротность резонатора из куска линии существенно меньше ненагруженной, даже для не очень хорошего кабеля.

ua3avr
08.01.2007, 16:44
По-моему, погрешность снизилась - авторы похвалялись физическим переключением опорного резистора, большим цифрам должно полегчать.
Да, похоже, что отклонения от теоретического графика можно относить главным образом к погрешности прибора, поскольку, как выясняется, влияние потерь в кабеле практически незаметно. (UPD: Выясняется, что все-таки заметно, см. ниже в теме.)

Peter Pychtin
08.01.2007, 16:50
Файлы для АРАK. RG 8 c укорочением 0.84 длина 7.543, эл. длина 8.98м.
300om75 - по замерам RX смотреть при длине кабеля 0 м
Для просмотра отметить КСВ(f)

bhope
08.01.2007, 20:11
Я конечно не большой специалист но IMHO сопротивление потерь - величина в общем случае комплексная.
Нет, комплексным может быть только импеданс на зажимах антенны (в точке подключения генератора) и выражает он только отношение амплитуд и сдвиг фаз между током и напряжением в этой точке. Потери же можно ассоциировать только с активным сопротивлением, тогда как на реактивном сопротивлении мощность в принципе рассеиваться не может. Слово "потери" со словом "реактивность" несовместимы в принципе, :)

Окружающие предметы, конечно, влияют на реактивное сопротивление в точке подключения генератора, но к потерям никакая реактивность отношения иметь не может. Да, наверное, можно уловить систематическую связь между сдвигом реактивности и активного сопротивления при приближении-удалении окружающих предметов. Но в связи с потерями можно говорить только о вкладе в активное сопротивление, сравнивать этот вклад с сопротивлением излучения, чтоб установить относительную величину потерь и проч.

И скомпенсировать реактивность можно всегда, в отличие от активного сопротивления (потери неизбежны, как смерть и налоги, :)!), - если это не удается на практике удлинением-укорочением излучателя, то всегда можно поставить СУ и получить чисто активное, да еще нужное по величине сопротивление.

Ок, согласен. Термин использован неверно. Сопротивление потерь имеет чисто активную природу. Но то, что я имел в виду, это следующее:
Входное импеданс системы складывается из сопротивления излучения антенны, сопротивления потерь и взаимного импеданса от взаимодействия с окружающими предметами и подстилающей поверхностью. Последний параметр зависит как от высоты подвеса над этой поверхностью так и от геометрических и электрических параметров этой поверхности. Железобетонные конструкции крыш имеют такие параметры, что при небольших высотах подвеса (менее 10-15 метров на ВЧ диапазонах) привнесенная ими реактивность просто огромна и может не дать возможности найти резонанс системы (т.е. частоту, на которой реактивность системы близка к нулю). А согласовать можно естественно, что угодно. Даже гвоздь. Тут никаких споров нет. Но в оригинальном постинге речь шла о том, что человек не может найти резонанс. Вот я и попытался объяснить причину, по которой это может произойти. Извините, если вышло несколько неуклюже...

ua3avr
08.01.2007, 21:00
Но в оригинальном постинге речь шла о том, что человек не может найти резонанс. Вот я и попытался объяснить причину, по которой это может произойти. Извините, если вышло несколько неуклюже...
Ну, резонанс уже нашелся, :). Достаточно было убрать с антенного входа анализатора наведенные помехи, поставив LowPass фильтр. Даже два резонанса, :), - второй на пару мегагерц ниже по частоте. Он обусловлен тем, что к симметричному диполю подсоединялась несимметричная связка фильтр+переходник+ан ализатор+провод на батарейки, все длиной около 0.5 метра или более. Такая длина существенна на этих частотах.


Железобетонные конструкции крыш имеют такие параметры, что при небольших высотах подвеса (менее 10-15 метров на ВЧ диапазонах) привнесенная ими реактивность просто огромна и может не дать возможности найти резонанс системы...
Что-то очень круто даже для железобетона. Говорят, что железобетон плох с точки зрения потерь и что антенну надо вешать так, чтоб в ближнюю зону (зону сильных реактивных полей антенны) он не попадал. Хотя, это на самом деле общее правило размещения антенн: в ближней зоне ничего лишнего, :). А насчет катастрофически сильного сдвига резонанса сомневаюсь.

Кроме того, экспериментальный диполь, о котором здесь шла речь, вообще висел в комнате, :).

ur0gt
08.01.2007, 22:16
Ок, согласен. Термин использован неверно. Сопротивление потерь имеет чисто активную природу. Но то, что я имел в виду, это следующее:
Входное импеданс системы складывается из сопротивления излучения антенны, сопротивления потерь и взаимного импеданса от взаимодействия с окружающими предметами и подстилающей поверхностью. .................... .................... .......
И термин "взаимный импеданс (взаимное сопротивление)" тут неправильно использовать. Правильно будет "наведенное (или вносимое) сопротивление".
А термин "взаимное сопротивление" используется при рассмотрении взаимодействия двух одинаковых вибраторов, когда взаимно наведенные друг на друга сопротивления равны :
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=7363 8&highlight=

73 Николай

ua3avr
08.01.2007, 22:30
При КСВ менее 10 потери в кабеле не очень важны - нагруженная добротность резонатора из куска линии существенно меньше ненагруженной, даже для не очень хорошего кабеля.
Вадим, если не трудно, попробуйте построить теоретические графики для линии с потерями. Для этого делается простая замена "beta" ---> "beta - j alpha", в нашем случае alpha получается в районе 0.003 1/метр (для простоты будем считать ее частотно-независимой, правда на 10 МГц она должна быть около 0.002 по табличным данным).

Просто я тут проверил, такая вставка, несмотря на кажущуюся ее незначительность, все-таки заметно понижает максимумы реактивного сопротивления (и активного тоже), что должно делать их ближе к измеряемым. Да, активное сопротивление Rн могло быть ближе к 310 Омам на самом деле. Приведенный график построен для 310.

bhope
08.01.2007, 22:50
И термин "взаимный импеданс (взаимное сопротивление)" тут неправильно использовать. Правильно будет "наведенное (или вносимое) сопротивление".
А термин "взаимное сопротивление" используется при рассмотрении взаимодействия двух одинаковых вибраторов, когда взаимно наведенные друг на друга сопротивления равны :
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=7363 8&highlight=

73 Николай
А можно ссылку не на самого себя а на еще какого-либо специалиста в области теории антенн. А то как-то не очень доказательно. Впрочем термины - вещь условная. Ввести можно любой термин. Вопрос в том, будет ли он массово использоваться. Здесь же по большому счету речь идет о взаимном импедансе (или в крайнем случае, для любителей русского языка, о "взаимном комплексном сопротивлении") между антенной и ее имиджем (или опять по-русски "условным отражением") в подстилающей поверхности...
Во всяком случае на английском это называется mutual impedance. А вот термин "наведенное сопротивление" IMHO не отражает ни его комплексности ни механизма. Опять же IMHO наведенной может быть ЭДС но никак не сопротивление и не проводимость Поэтому мне кажется, что термин "взаимный импеданс" гораздо более точен.
Помню, когда пошла мода на большой динамический диапазон в приемниках, читал статью одного специалиста, который в этой статье ввель термин ВГЛДД, что означало - верхняя граница линейного динамического диапазона. А в англоязычной литературе это давно уже называлось "Intercept point". Чего-то с тех пор я про ВГЛДД не слышал. Впрочем, еще раз повторюсь, я не эксперт. Я просто радиолюбитель...

bhope
08.01.2007, 23:04
Железобетонные конструкции крыш имеют такие параметры, что при небольших высотах подвеса (менее 10-15 метров на ВЧ диапазонах) привнесенная ими реактивность просто огромна и может не дать возможности найти резонанс системы...
Что-то очень круто даже для железобетона. Говорят, что железобетон плох с точки зрения потерь и что антенну надо вешать так, чтоб в ближнюю зону (зону сильных реактивных полей антенны) он не попадал. Хотя, это на самом деле общее правило размещения антенн: в ближней зоне ничего лишнего, :). А насчет катастрофически сильного сдвига резонанса сомневаюсь.

Опять же ни на что не претендую. Это мой личный и некоторых моих знакомых опыт. Железобетонные крыши, даже когда на них совершенно пусто, влияют чрезвычайно сильно. Особенно на реактивную составляющую. У Вас теперь есть анализатор(хотя неплохо было бы иметь в нем генератор помощнее) и методика. Можно попробовать померять и убедиться. Я давно пытаюсь найти результаты подобного исследования влияния железобетонных крыш на входной импеданс. Чисто с практической точки зрения интересна минимальная приемлимая высота антенны над такой крышей. Пока ничего подобного мне найти не удалось. А тема для радиолюбителей весьма важная.

ua3avr
08.01.2007, 23:22
Железобетонные крыши, даже когда на них совершенно пусто, влияют чрезвычайно сильно. Особенно на реактивную составляющую. У Вас теперь есть анализатор(хотя неплохо было бы иметь в нем генератор помощнее) и методика. Можно попробовать померять и убедиться. Я давно пытаюсь найти результаты подобного исследования влияния железобетонных крыш на входной импеданс.
Дело в том, что у меня на доме крыша с металлическим покрытием, а дом обычный кирпичный. По идее, близость металла должна в большей степени влиять на реактивность и сдвиг резонанса.

Есть еще моделировщики, которые учитывают, например, влияние земли. Причем, NEC-2 это может делать довольно точно, там есть опция использования земли типа Зоммерфельда-Нортона. Кроме того, в том же NEC-2 можно моделировать металлические коробки, если хотите учесть, скажем, объект конечных размеров.

Все команды (cadrs) NEC-2 для построения коробок NEC-2 for MMANA пропускает вполне здорово (это команды, связанные с surface patches - "SP ..." и другие, а средства для редактирования кода NEC-2 в программе есть, во всяком случае, в версии 1.8.1), - можно сделать антенну в MMANA а потом в NEC-2 for MMANA пририсовать к ней коробку и посмотреть, как она влияет.

ur0gt
08.01.2007, 23:32
А можно ссылку не на самого себя а на еще какого-либо специалиста в области теории антенн. А то как-то не очень доказательно.
Я пояснил термины, которые приняты в вузовских учебниках по антеннам на русском языке и в книгах для профессионалов.
И в ссылке из хорошего учебника, которую уже приводил на этом форуме, кое-что есть :
http://forum.cqham.ru/download.php?id=4792

73 Николай

vadim_d
09.01.2007, 01:03
Вадим, если не трудно, попробуйте построить теоретические графики для линии с потерями. Для этого делается простая замена "beta" ---> "beta - j alpha", в нашем случае alpha получается в районе 0.003 1/метр (для простоты будем считать ее частотно-независимой, правда на 10 МГц она должна быть около 0.002 по табличным данным).

Просто я тут проверил, такая вставка, несмотря на кажущуюся ее незначительность, все-таки заметно понижает максимумы реактивного сопротивления (и активного тоже), что должно делать их ближе к измеряемым. Да, активное сопротивление Rн могло быть ближе к 310 Омам на самом деле. Приведенный график построен для 310.
Нет проблем - и даже частотно-зависимые потери в линии легко моделируются. Сделал 0.002 на 10 МГц и честный квадратный корень от частоты при ее изменении. Действительно, R выглядит хорошо, особенно при 75 Ом опорном импедансе, но X это не спасает. Исходные .dat файлы в архив не клал - они не менялись.

ua3avr
09.01.2007, 09:44
Сделал 0.002 на 10 МГц и честный квадратный корень от частоты при ее изменении. Действительно, R выглядит хорошо, особенно при 75 Ом опорном импедансе, но X это не спасает. Исходные .dat файлы в архив не клал - они не менялись.
OK, благодарю. Единственное замечание состоит в том, что приведенное мною значение alpha отнесено к погонной длине кабеля, а не к электрической.

ua3avr
09.01.2007, 10:50
Железобетонные крыши, даже когда на них совершенно пусто, влияют чрезвычайно сильно.
Здесь приложен файл типа NEC-2 (читаемый и исполняемый хорошо в NEC-2 for MMANA, закладка NEC-2 input), где нарисована коробка, моделирующая крышу. Можете попробовать поиграться с ним, - все, относящееся к коробке (surface patches, карты SM, SC и GM, задающие коробку и ее положение) идет до первой карты GW с описанием проводов антенны. Собственно, файл самой антенны без коробки я тоже прикладываю. Во viewer-е NEC-2 for MMANA Вы можете посмотреть и саму антенну и коробку.

PS. Кстати, сама антенна в файле (это обычный GP, :)) тоже очень интересная. Этот GP с двумя резонансами, которые обеспечиваются не основным излучателем (штырем) а исключительно противовесами. Copyrights на нее пока оставляю за собой, раньше подобного я пока не встречал, :).

PPS. Файлы здесь выложены с расширением *.doc, но после их скачивания расширение лучше сразу поменять на *.nfm (или *.nec). Хотя и с расширением *.doc они должны быть читаемы NEC-2 for MMANA.

ur0gt
09.01.2007, 14:15
PS. Кстати, сама антенна в файле (это обычный GP, :)) тоже очень интересная. Этот GP с двумя резонансами, которые обеспечиваются не основным излучателем (штырем) а исключительно противовесами. Copyrights на нее пока оставляю за собой, раньше подобного я пока не встречал, :).


К сожалению, Вы немного опоздали :)
Предлагал тут 2 года назад несколько многодиапазонных GP, где два или три резонанса обеспечиваются таким же способом:
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=3768

И тут тоже : http://forum.qrz.ru/showthread.php?s=b59 fcbae095a6099941c562 d408c74cf&threadid=8554

73 Николай

ua3avr
09.01.2007, 17:56
К сожалению, Вы немного опоздали :)
Эти антенны (и их модели в NEC-2) я выкладывал и они обсуждались на форуме HZ, и было это ранее, чем два года тому назад. Кажется, Вы тоже принимали участие в этом обсуждении, :), в архивах форума можно покопаться.

UPD: Да, вспомнил, Вы тогда тоже говорили о таких штуках, выложенных на обозрение приблизительно в то же время. Причем, совершенно независимо, :). Ну, будем считать copyright совместным, :), я не против.

vadim_d
09.01.2007, 22:38
Единственное замечание состоит в том, что приведенное мною значение alpha отнесено к погонной длине кабеля, а не к электрической.
Да, тут я промахнулся. Могу подправить прямо сейчас, но при коэффициенте укорочения весьма близком к единице разницу в ходе графиков придется искать с лупой в руках. Поэтому берусь за сверхзадачу - втащить эти же потери (считая, что все они в проводниках линии, а диэлектрик идеальный) также и в комплексное волновое сопротивление. Но, похоже, уже не сегодня.

Nik
10.01.2007, 00:00
Впрочем термины - вещь условная. Ввести можно любой термин. Вопрос в том, будет ли он массово использоваться. ...

Входное импеданс системы складывается из сопротивления излучения антенны, сопротивления потерь и взаимного импеданса от взаимодействия с окружающими предметами и подстилающей поверхностью. ...
Сопротивление излучения плюс потери в антенне ( т.е. последовательность сопротивлений проводников ), шунтирующее сопротивление базового материала и потери в ближайших объектах составляют активную часть импеданса.

Термин должен отражать суть.

ur0gt
10.01.2007, 00:44
К сожалению, Вы немного опоздали :)
Эти антенны (и их модели в NEC-2) я выкладывал и они обсуждались на форуме HZ, и было это ранее, чем два года тому назад. Кажется, Вы тоже принимали участие в этом обсуждении, :), в архивах форума можно покопаться.

UPD: Да, вспомнил, Вы тогда тоже говорили о таких штуках, выложенных на обозрение приблизительно в то же время. Причем, совершенно независимо, :). Ну, будем считать copyright совместным, :), я не против.
Посмотрел архив форума HZ.
Дмитрий, Вы предложили эти модели на HZ 4 марта 2005г.
А я предложил такое же техническое решение c моделью в MMANA на этом форуме 23 января 2005 г., на что дал ссылку тогда на HZ и тут в предыдущем посте.

Поскольку мы сделали это независимо друг от друга и с разницей во времени всего полтора месяца, то тоже не возражаю, чтоб считать этот copyright совместным :beer:

73 Николай

vadim_d
12.01.2007, 01:04
OK, благодарю. Единственное замечание состоит в том, что приведенное мною значение alpha отнесено к погонной длине кабеля, а не к электрической.
Подправил этот ляп, заодно вытащил все параметры кабеля в одно место - к-т укорочения, длину, затухание и частоту, на которой оно задано. Сделал и комплексное волновое сопротивление, теперь КСВ по диапазону слегка колеблется, как и в APAK. Сделал отдельный параметр опорного импеданса для вычисления КСВ и добавил сравнительные графики КСВ. Исходные .dat файлы в архив не клал - они не менялись.

Было бы интересно посмотреть подобные картинки для нагрузок 100 и 150 Ом (КСВ 2 и 3), а также картинку на половинной частоте, где будет последовательный резонанс. Отдельно тестировать 75-омный режим вряд ли есть смысл при 50-омном кабеле.

ua3avr
12.01.2007, 10:49
... вытащил все параметры кабеля в одно место - к-т укорочения, длину, затухание и частоту, на которой оно задано. Сделал и комплексное волновое сопротивление, теперь КСВ по диапазону слегка колеблется, как и в APLAK. Сделал отдельный параметр опорного импеданса для вычисления КСВ и добавил сравнительные графики КСВ....
Ага, здорово, спасибо, :)