Симметрирование рамок квадрата

[RZ6HMG]

Планирую монтаж 5 элементного квадрата. Моделируя антенну пришёл к выводу, что на 4 диапазонах (24-21-18-14) необходимы трансформаторы l/4 из 75 омного кабеля. Антенну надо запитать 50 омным кабелем. В каких точках необходимо нанизать ( на какую длину?) на кабель ферритовые кольца для получения наилучших результатов?
Сергей

[ur0gt]

Квадраты" и другие резонансные петлевые антенны, периметр которых примерно равен длине волны, вообще НЕ НАДО СИММЕТРИРОВАТЬ.
Дело в том, что им присущ ЭФФЕКТ САМОСИММЕТРИРОВАНИЯ. Ток асимметрии у них не больше, чем у диполей с хорошим симметрирующим устройством! Этот эффект подробно обсуждался на форуме "Hz" c 19. 11. 2004 по 2. 12. 2004.:
http://groups.yahoo.com/group/Hz/messages/5061
Но для того, чтобы попасть на "Hz" требуется регистрация и авторизация на "Yahoo".
Другое дело - возбуждение наружной поверхности оплетки фидера ближним полем антенны. Это может быть, когда фидер "идет" от места запитки не отвесно вниз, а в сторону. В этом случае, для предотвращения тока наведенного ближним полем антенны, необходимо "разбить" оплетку фидера вблизи антенны на нерезонансные отрезки с помощью дросселей состоящих из набора ферритовых колец надетых на фидер с реактивным сопротивлением не менее 900 Ом каждый. Первый дроссель на расстоянии примерно 1/8 длины волны от узла запитки, а последующие (минимум один) - через каждую четверть волны.

Николай

[Vlad UR 4 III]

Уважаемый Николай!

В чём суть (механизм) эффекта самосимметрирования в рамочных антеннах?

Возможно, я ошибаюсь, но причина нарушения равенства токов в проводах линии питания в основном обусловлена необходимостью заземления одной из клемм выхода передатчика. При низкой не вертикальной подвеске антенны (диполь или волновая рамка), её симметричной запитке и несимметричном расположении пучностей напряжения относительно земли ток в половинке антенны, расположенной ближе к земле, в общем случае будет больше. Практически мы имеем не два, а три (земля) провода «питания» антенны.
Ума не приложу, каков в этом случае процесс самосимметрирования?
73!

[ur0gt]

В чём суть (механизм) эффекта самосимметрирования в рамочных антеннах?
Вы наверно не смогли попасть на "Hz"
Вот часть одного из моих постингов на этом форуме:
"....эффект объясняется тем, что электрические длины двух отрезков петли от точек питания до точки нулевого потенциала близки к полуволне или равны ей. У петлевого вибратора эти половинки полотна немного короче полуволны, а у равносторонней дельты,
квадрата и ромба практически равны ей. Если петлю и дальше вытягивать по вертикали, то электрическая длина каждого из этих отрезков наверно будет уже больше полуволны - надо проверить на модели.
А, как известно, импеданс полуволнового вибратора, запитанного с конца составляет несколько килоом. У согнутого - еще больше, достигая максимума, когда он, при дальнейшем сгибании, превращается в четвертьволновой шлейф, как каждая из половин у петлевого вибратора. Но, при любой, из рассматриваемых, конфигурации резонансной петлевой антенны, этот импеданс очень высок и поэтому току асимметрии просто некуда течь. Точнее, он ограничен этим высоким импедансом, и поэтому в сотни раз меньше, чем у диполя и других разомкнутых конструкций.
А если разомкнуть петлевую антенну в одном из узлов тока; например, один из боковых углов вертикального ромба, то эффект автосимметрии исчезает - ток асимметрии возрастает в сотни раз! Он становится соизмерим с током асимметрии диполя. Вследствие этого, значительно изменяются и другие параметры антенны. Если же, запитать такую разомкнутую антенну симметричным фидером, то ее параметры практически не будут отличаться от аналогичной замкнутой.
Об этом я уже, кстати, говорил в своем самом первом постинге, когда начал эту тему. Исходя из "противовесной" теории UT2UZ столь большой ток асимметрии у "разомкнутой рамки" очевиден. Ведь теперь электрическая длина "противовеса" равна четверти или 3/4 длины волны. "Противовес" стал "низкоомным" (как у диполя) и току асимметрии есть где разгуляться:-)).
Ток асимметрии петлевых антенн можно подавить более чем на 40 дБ, если сделать эл. длину отрезков полотна от точек запитки до точки нулевого потенциала точно равными полуволне. Это актуально, в первую очередь, для петлевого вибратора, поскольку у других конфигураций исходная разница гораздо меньше.
Два простых способа решения этой проблемы я уже привел раньше. Возможны и другие варианты. Например, выполнить эту маленькую емкостную нагрузку, подключенную к точке нулевого потенциала, в виде отрезка провода или полоски вдоль траверсы, подгибанием которой можно добиться минимума тока асимметрии. Или два, более коротких, отрезка - в разные стороны. Регулируемую таким образом емкостную нагрузку, в виде низкой буквы Т, можно расположить вдоль самого вибратора. Это может быть и маленький диск на ножке с резьбой. Каждую из приведенных или любую другую емкостную нагрузку можно выполнить заведомо большей и подключить к точке нулевого потенциала через КПЕ............

А, что касается, соединения точки нулевого потенциала с траверсой или другими металлическими деталями, то так делать, с точки зрения сохранения эффекта автосимметрии, нельзя. Это понятно и без моделирования. Ведь, таким образом, мы подключим к точке нулевого потенциала очень большую "емкостную нагрузку", которая сильно увеличит эл. длину наших "полуволновых вибраторов" (отрезков полотна от точек питания до точки нулевого потенциала). В результате автосимметрия значительно ухудшится или совсем исчезнет, в зависимости от величины такой "емкостной нагрузки". На всякий случай, проверил это на модели, что наглядно подтвердило вышесказанное. "

73! Николай

[Vlad UR 4 III]

Николай!
Спасибо за ответ.
На Hz пытался зарегистрироваться года два назад. Из-за слабого знания аглицкого не получилось. Ну, и бог с ним.
Честно говоря, не всё понял.
Что такое «ток асимметрии»? Между чем и чем он протекает?
Поскольку Вы в ответе не упомянули слово «земля», то у меня возникает подозрение, что речь идёт о симметричном расположении антенны по отношению к ней. Тогда о какой асимметрии говорится? О несимметричности самой антенны? Но Вы, как я понял, в анализе опираетесь на симметричные диполь и рамку. ???
Судя из текста, «ток асимметрии» протекает через пучность напряжения. Если я правильно Вас понял, то здесь мы имеем высокий импеданс, препятствующий ему, и поэтому в отличии от диполя в рамке «ток асимметрии» значительно ниже.
Вообще-то при анализе распределения токов по полотну антенны используются токи стоячих волн. При этом через пучности напряжения естественно никакие токи не текут. Кроме токов прямой и отраженной волн, которые и создают стоячие волны тока и напряжения. Но почему энтот самый импеданс не препятствует им, а выборочно опускает «ток асимметрии»?
Да, просто в отдельно взятом проводе никакого импеданса нет!
Но, возможно, я что-то не понял…

Если же говорить о традиционном понимании «несимметричности», то речь идёт о соблюдении противофазности и равенства величин токов в проводах линии питания. Причиной «несимметричности», конечно, является антенна. Резонансную антенну логичнее представить как продолжение линии питания, провода концевого участка которой разнесены в пространстве. Если мы говорим о симметричной конфигурации антенны и её симметричной запитке, то никакой «несимметричности» не возникает. Если же в рассуждения дополнительно вторгается земля, то добавляется условие симметричного расположения антенны по отношению к ней (одинаковое расстояние пучностей напряжения до земли). Если это условие не выполняется, то величина тока на участке рамки между пучностями тока, расположенном ближе к земле будет не равна току на оставшейся части антенны. Конечно, на удалённой от земли пучности напряжения можно расположить емкостную нагрузку и попытаться выправить ситуацию, только, как правило, земля величина переменная, зависимая от климатических условий. Проще запитать рамку симметричной линией с СУ.

В общем, я пока не увидел механизма самосимметрирования у рамки, несимметрично расположенной по отношению к земле.
С уважением, Владимир. 73!

[ur0gt]

Честно говоря, не всё понял.
Что такое «ток асимметрии»? Между чем и чем он протекает?

Ответ можно найти в учебниках по АФУ. Даже у "Беньковского с Липинским". В обсуждаемых примерах - это ток на наружной поверхности оплетки коаксиального фидера, которую из-за скин-эффекта можно рассматривать как дополнительный (третий) провод, непосредственно подключенный к антенне.


Поскольку Вы в ответе не упомянули слово «земля», то у меня возникает подозрение, что речь идёт о симметричном расположении антенны по отношению к ней. Тогда о какой асимметрии говорится? О несимметричности самой антенны? Но Вы, как я понял, в анализе опираетесь на симметричные диполь и рамку ?

Речь идет о симметрично расположенных симметричных антеннах запитанных несимметричным (коаксиальным) фидером. При этом у диполя ток асимметрии может быть более 40% от тока в антенне (при "неудачной" длине фидера), а у резонансных волновых петлевых антенн - менее 1%.
Несимметричное расположение антенн по отношению к земле и другим предметам, при котором ситуация усугубляется даже при использовании симметричного фидера, не рассматривалось. Это отдельная тема.


Судя из текста, «ток асимметрии» протекает через пучность напряжения. Если я правильно Вас понял, то здесь мы имеем высокий импеданс, препятствующий ему, и поэтому в отличии от диполя в рамке «ток асимметрии» значительно ниже.
Вообще-то при анализе распределения токов по полотну антенны используются токи стоячих волн. При этом через пучности напряжения естественно никакие токи не текут. Кроме токов прямой и отраженной волн, которые и создают стоячие волны тока и напряжения. Но почему энтот самый импеданс не препятствует им, а выборочно опускает «ток асимметрии»?

Дело в том, что у резонансной петлевой антенны очень высокий импеданс только для тока асимметрии. У тока же самой антенны в месте запитки находится его пучность.
А диполь "низкоомен" для обоих токов. Поэтому у диполя, без принятия мер по ограничению тока асимметрии, он может быть соизмерим с токам в том плече диполя, к которому подключена оплетка фидера.

Исходя из Ваших дальнейших рассуждений по этой и другим темам сложилось впечатление, что у Вас аналитический склад ума и богатое воображение, но явно видны пробелы в теоретической подготовке.
Если Вам недосуг изучать основы АФУ, то освойте хотя бы один современный моделировщик. Он наглядно нарисует Ваши любимые стоячие волны и ответит на многие Ваши вопросы.
Только не читайте "раннего" (вплоть до прошлого года) Григорова и "позднего" Харченко. Они плохому научат :lol:

73! Николай

[Vlad UR 4 III]

Здравствуйте, Николай!

Спасибо за ответ.
Что такое ток асимметрии в кабеле знаю. Подтверждением этого является шуточный пост
http://forum.qrz.ru/showthread.php?s=&threadid=8716
[сообщение #60373]
Но Вы сами виноваты в том, что я Вас неправильно понял. Цитирую

//Квадраты" и другие резонансные петлевые антенны, периметр которых примерно равен длине волны, вообще НЕ НАДО СИММЕТРИРОВАТЬ.
Дело в том, что им присущ ЭФФЕКТ САМОСИММЕТРИРОВАНИЯ. Ток асимметрии у них не больше, чем у диполей с хорошим симметрирующим устройством!//

Не знаю, как восприняли написанное остальные участники форума, я же понял, что речь идёт о «токе асимметрии» именно в полотне антенны, ибо «им присущ эффект самосимметрирования» и «ток асимметрии у них больше». Ясно, что речь идёт об антеннах. Оказывается, о кабеле…

Отдельное мерси за пожелание устранить пробелы в теоретической подготовке. Это я всегда пытаюсь делать в беседе с интересными собеседниками и при чтении занимательных книг. Кстати, если мне не изменяет память, на форумах никого из собеседников не отсылал к учебникам, так как пытаюсь рассказать сам и не считаю вправе претендовать на звание знатока. Антенным же корифеям в личной переписке предлагаю простой тест на знание процессов в АФУ. Ваши сообщения всегда читаю с интересом и отношусь к Вам доброжелательно, поэтому, если сочтёте нужным, можете тоже дать свой ответ на тест. Он прост и касается работы полуволнового повторителя. Как известно он, используя стоячие волны тока и напряжения, переносит 1:1 импеданс входа антенны к выходу передатчика. Вопрос прост: покажите механизм исчезновения отраженных от антенны волн. Или иначе, попроще с небольшой подсказкой – почему ксв-метр на выходе передатчика не фиксирует отражёнки при активном входном сопротивлении антенны и волновом сопротивлении повторителя отличном от равных значений выхода передатчика и входа антенны, КУДА и КАК она девается?

После обмена любезностями и уяснения постановки задачи можно перейти к обсуждению вашего решения.

Итак - //у диполя ток асимметрии может быть более 40% от тока в антенне (при "неудачной" длине фидера), а у резонансных волновых петлевых антенн - менее 1%.//
//Дело в том, что у резонансной петлевой антенны очень высокий импеданс только для тока асимметрии. У тока же самой антенны в месте запитки находится его пучность.
А диполь "низкоомен" для обоих токов.//

Честное слово – объяснение не убеждает.
Для простоты рассуждений заменим кабель двухпроводкой, и в точке присоединения одного провода к антенне подсоединим ещё провод, заменяющий оплётку кабеля. Ток асимметрии – это ток, протекающий по этому проводу. Расположен он симметрично по отношению к земле и к антенне, поэтому тока, наведенного излучением антенны, в нём нет.
И диполь и рамка питаются в пучности тока. Эти пучности одинаковы, что для диполя, что для рамки. Ну, разве что входное сопротивление может отличаться в четыре раза (петлевой вибратор). В неё воткнут провод оплётки. Почему при диполе ток в нём больше, чем при рамке? Ответ – импеданс этого провода при рамке больше.
Вообще термин «импеданс» для одиночного провода применять рискованно. Я думаю Вы имеете ввиду, что на входе этого провода находится пучность напряжения. Это имеет место быть, например, при полуволновой длине провода с неподключённым дальним концом и тогда эта пучность существенно портит импеданс на выходе линии питания. Но наш-то провод подключён к выходу передатчика. Знак и величина потенциала на его конце могут быть разными и здесь в рассуждения вмешивается длина кабеля, которая действительно может быть «неудачной». Но Вы ведь утверждаете, что цимус-то в антенне!
И скрываете его…
И ещё об одиночном проводе.
Если не ошибаюсь, то в вашем понимании высокий «импеданс» уменьшает ток в проводе.
Как- будто он «размазан» по всей его длине. В предшествующем посте я написал вам, что кроме токов прямой и отраженной волн, которые ни об какой «импеданс» не спотыкаются, в проводе более нет никаких токов. И именно они образуют разный «импеданс» в различных точках провода.

Если за Вашим УТВЕРЖДЕНИЕМ стоит заявка на патент, то понятно.
Если же Вы чего-то намеряли и приплели к результатам измерений теорию, то, полагаю неудачно.
Лично для меня ЭФФЕКТ САМОСИММЕТРИРОВАНИЯ у рамок остался загадкой. Наверное, действительно чего-то почитать надо…

Ещё одно мерси за моделировщики.
Мне как-то в вычислениях «на коленке» потребовалось извлечь квадратный корень. Калькулятора под рукой не оказалось. А, ничего! В школе и институте я это делал элементарно! И, о, ужас! Забыл!!!
Потребовалось около сорока минут, чтобы – нет, не вспомнить методику извлечения – вывести заново!
Тоже с моделировщиками. Изучать теорию АФУ через них, то же, что изучать правила арифметики через калькулятор. Ошибки многих антенщиков, и Игоря в том числе, тому свидетельство.

С уважением, Владимир.

[ur0gt]

Здравствуйте, Владимир!

Ну и влип же я с Вами :lol: Случайно попал на тему http://forum.qrz.ru/showthread.php?s=8dc 359b599d88dcb26b416f ab7cef76a&threadid=6118&perpage=15&pagenumber=1 , где несколько Ваших оппонентов с уровнем подготовки не ниже, чем у DL2KQ (да и сам DL2KQ – на своем форуме) на протяжении 7 страниц пытались объяснить Вам прописные истины и ошибочность Ваших взглядов. Но им так и не удалось почти ни в чем Вас переубедить. Видимо и меня ждала та же участь. Поэтому решил , Вы уж меня извините, прекратить наш диалог. У меня слишком мало свободного времени.
Посмотрел кстати и Ваш «Антенный букварь» на который Вы ссылались в процессе дискуссии: http://www.cqham.ru/ftp2/dw.php?ant31.zip
Сразу начало, где после вступления, с которым во многом согласен, первая фраза:
«Питающие антенну ток и напряжение смещены по фазе на 90 град.»
Потом конец:
«Если сравнивать систему двух активно запитанных полуволновых вибраторов с таким же одиночным вибратором, то при равенстве подводимых мощностей напряженность поля у корреспондента в направлении "вперед" не изменится. Предположим, что излучения антенн происходят только по прямой, соединяющей антенны. Тогда, в случае одиночного вибратора, корреспондент получит половину излучаемой мощности. В случае активной системы и четвертьволнового расстояния между вибраторами он получит ту же половину излучаемой мощности. Поэтому выигрыш заключается только в улучшении отношения сигнал/помехи.»
После этого решил остальное не читать.
Неужели Вы ,Влад, до сих пор так всерьез думаете? Или это писалось к первому апреля?

С наилучшими пожеланиями,
73! Николай

[Vlad UR 4 III]

Здравствуйте, Николай!

То, что влипли – согласен.
То, что покидаете поле боя – Ваше право. Особенно если цените время.
То, что не привели доказательств своему утверждению – жаль. Очень хотелось бы знать.
Надеюсь, что как-нибудь на досуге решите тест с повторителем.

Насчёт моей «твердолобости», так я здесь не виноват, коли оппоненты мыслят штампами, не понимая сути явлений. Ошибиться в чём-либо не страшно. Это учёба. Форумы для этого и созданы. Но тактика – иди почитай учебники – ущербна. Прежде всего, для самого посылающего. Знание – это умение объяснить на уровне вопрошающего.

Что касается антенн, то эта тема меня, как и любого радиолюбителя интересовала всегда. Но может быть несколько отстранённо. Не выдержал я в период ажиотажа с ЕН. Сел за учебники и, впервые появившись на QRZ.RU, робко усомнился, что ток ЧЕРЕЗ конденсатор можно подкорректировать по фазе так, чтобы он совпал с напряжением.
http://forum.qrz.ru/showthread.php?s=&threadid=2119&perpage=15&pagenumber=2
Затем в общении понял, что громадная масса радиолюбителей туманно или вовсе не знакома с теорией, что и подвигло на сбор её выжимок в Букварь. Он не безгрешен. Кстати, то, с чем Вы согласны – ошибка. Ежели ток и напряжение смещены по фазе на 90, то переноса активной мощности нет. А с первым апрелем по вопрошайте у EW8AU. Он тоже любит «пошутить».

В заключение приведу список несуразностей популярных у радиолюбителей даже с громкими позывными.
1. Переменный ток протекает ЧЕРЕЗ конденсатор.
2. В одиночном проводе, подключённым к клемме генератора переменного тока, тока нет и, следовательно, запитать антенну с конца принципиально невозможно.
3. Четвертьволновой отрезок в J-антенне является трансформатором.
4. КСВ-метры на базе мостовой схемы или схем смешения эдс и напряжения линии питания измеряют ксв.
Чего-то ещё не вспомню. Ежели позже не увижу Вашего обоснования, дополню список эффектом самосимметрирования рамок.

Всего доброго.

[RN6L]

Я бы поставил вопрос иным образом. С какой целью симметрировать. Если для того, чтобы диаграмма не "косила", то пожалуй не стоит, в антеннах с большим количеством директоров этот косяк практически не заметен. А если для того, чтобы избавиться от TVI, то не знаю, ни разу с такой проблемой не сталкивался.
Есть еще третий вариант: хочу, чтобы все было АБСОЛЮТНО ПРАВИЛЬНО запитано и согласованно. Этот вариант вообще без коментариев, кроме: СКОЛЬКО СТОИТ (денег, времени) это желание и какой с этого практический выигрышь?

[RZ6HMG]

Я использую GP и пока не сделал бухту из 20 витков питающего коаксиала у основания штыря от TVI избавиться не удавалось. Хотел узнать от людей имеющих практический опыт: есть ли смысл городить такой дроссель для квадратов? Как они в отношении TVI относительно того же GP?
Сергей

[ua4sz]

у диполя ток асимметрии может быть более 40% от тока в антенне (при "неудачной" длине фидера), а у резонансных волновых петлевых антенн - менее 1%.
Только не читайте "раннего" (вплоть до прошлого года) Григорова и "позднего" Харченко. Они плохому научат :lol:

73! Николай

А где почитать раннего Харченко и позднего Григорова.
Интересная тема,особенно про 20 витков кабеля

[UA3GUX]

Интересная тема,особенно про 20 витков кабеля Да и еще интересней про симметрирование штыря.

[RO5D]

А где почитать раннего Харченко и позднего Григорова.

А вы ответа ждёте?
Смотрите профиль: Последняя активность 26.05.2008
Где то была инфа что Николай умер.

Раннего Харченко и позднего Григорова можно найти и скачать.