Практика антенны Фукса

[R1AIT]

Открыть эту тему меня заставило большое количество вопросов об этой антенне, которое мне задавали в других ветках форума при упоминании о ней. Поскольку в тех ветках обсуждались другие вопросы, обсуждать эту антенну стоит в отдельной ветке, что и делаю.
Изготовив некоторое количество экземпляров этой антенны я много экспериментировал с ней и с тех пор и по сей день успешно использую эти конструкции практически постоянно.
Вкратце о моем опыте с этой антенной можно почитать в моей статье, опубликованной в 32м выпуске CQ-QRP http://qrp.ru/modules/myarticles/article.php?storyid=87
Хочется сразу акцентировать внимание интересующихся на несколько моментов, которые на первый взгляд могут показаться не существенными. С тех пор, как господин Фукс проводил свои эксперименты с этой конструкцией и даже запатентовал ее, прошло не мало времени. Случилось так, что эта конструкция не нашла широкого применения, а потому в течении достаточно большого количества времени в основном лишь упоминалась в различных публикациях, причем большей частью лишь в сравнении с другими антеннами и без подробного описания именно этой конструкции и ее работы. По этой причине конструкция обросла различными неточностями и элементами, которых не было в исходном варианте. Самым грустным при этом, оказалось то, что эти, на первый взгляд не существенные отличия, на самом деле превращают антенну Фукса в совершенно другие конструкции. Они по другому работают и обладают совершенно другими свойствами. Самый яркий пример - та самая статья из журнала Радио, "Неумирающая антенна Фукса". Об антенне Фукса там лишь упоминается в начале статьи и даже приведен ее рисунок. Однако далее, вся статья посвящена другим антеннам.
Не смотря на то, что использую эти антенны уже несколько лет и много с ними экспериментирую, еще на очень большое количество вопросов получить ответы мне пока не удалось. Эксперименты и измерения требуют времени, которого всегда не хватает. Возможно сообща у нас получится эту ситуацию поправить. Всегда готов поделиться своим опытом, и буду очень благодарен за описание своих впечатлений и результатов тем, кто таки построит такую антенну.

[RL1L]

Про контур: витки катушки связи намотаны между витками контурной катушки, поэтому все там помещается. Действительно было намотано 10 витков, после подбора в катушке связи необходимых витков, остальные закорочены. Согласен, что это увеличило емкость между катушками, но какая разница, при меньшей емкости КСВ был бы еще хуже.
Да, рис3 и рис4 я считаю правильные для антенны Фукса. Цель лабораторной работы не сама антенна, поэтому ее там искать не надо, антенна заменена активным сопротивлением, для того что бы показать, что в антенне Факса при хорошем КСВ всегда есть реактивное сопротивление и поэтому КПД антенны ниже, чем если бы нижнюю точку заземлить. Антенна работает, только через конструктивную емкость катушек, поэтому когда меняется ротор со статором на переменном конденсаторный, то и емкость на землю изменяется и антенна начинает работать лучше. Я не знаю в чем трудность соединить нижнии концы катушек вместе?

Добавлено через 9 минут(ы):

UA6LGO,
Про проводок, он действительно есть, только его сопротивление 2.2кОма. На рисунке 6 он нарисован.

[R1AIT]

Цель лабораторной работы не сама антенна, поэтому ее там искать не надо, антенна заменена активным сопротивлением...

А почему оно у вас на землю на рис 2 и далее? Заметьте, никакая часть реальной антенны к земле не подключена, и по большому счету, может находиться от неё на любом расстоянии, и работоспособность от этого не зависит. К примеру, в случае с летательным аппаратом это расстояние столь велико, что о реальной связи с землей речи быть не может. Вы можете разрисовать модель полотна подробнее, показать R излучения и R потерь, и если часть последнего, для антенны подвешенной над землей не высоко, еще как-то можно показать подключенным к замле, то остальное с чего бы?

Добавлено через 15 минут(ы):

Антенна работает, только через конструктивную емкость катушек...

Еще раз хочу обратить ваше внимание, что ВЧ напряжение на концах контурной катушки максимально и противофазно, а в середине, соответственно, находится узел напряжения, т.е. оно равно нулю. Ток здесь максимален и магнитный поток тоже. Это лучшее место для расположения катушки связи, а не так, как у вас, с краю. При таком расположении передача энергии между катушками максимальна, а конструктивная емкость подключена к точке с нулевым ВЧ напряжением. Каково влияние конструктивной емкости между катушками при таком раскладе?
Кстати, не пробовал, честно говоря, но похоже, что заземление в этой точке как раз и не нарушит работу этой антенны, при условии, что полотно точно пол волны, а заземление подключено точно в середине. Попробуйте кому не лень. У меня сейчас дома с этим сложно, ибо двое членов семьи серьезно болеют. По этой же причине до дачи тоже доберусь не скоро.

[RL1L]

R1AIT,
Так нас параметры антенны, для исследования согласующего устройства особо не интересуют. Интересует только входное сопротивление антенны, его имитирует резистор на 3.2 кОм. Про летательные аппараты: есть антенны, которым земля не нужна, диполи, рамки и т.д., что-то не где не встречал антенны Фукса на летательных аппаратах, да же и на аэродромах.

[R1AIT]

R1AIT,
Так нас параметры антенны, для исследования согласующего устройства особо не интересуют. Интересует только входное сопротивление антенны, его имитирует резистор на 3.2 кОм.

На рис.1, с некоторой натяжкой соглашусь. Дальше он иммитирует уже нечто другое. Почему не идете дальше, не заменяете контур СУ сопротивлением? С полотном, которое по сути тот же контур, вас почему-то ничто не останавливает.

Про летательные аппараты: есть антенны, которым земля не нужна, диполи, рамки и т.д., что-то не где не встречал антенны Факса на летательных аппаратах, да же и на аэродромах.

А вообще много встречали до недавнего времени? Года эдак до 2005го схема обсуждаемой конструкции если и приводилась где в литературе, то считалась ошибочной, и тут же "исправлялась" добавлением всяческих заземлений. Т.е. обсуждаемый вариант если и делался, то единицами и случайно. Что уж про летательные аппараты говорить?

[RL1L]

R1AIT,
Когда Фукс придумал свою антенну, все размеры катушек, корпусов передатчиков имели значительные размеры, соответственно и емкости между катушками были значительные, поэтому антенна могла работать. С переходом на коаксиальный кабель, размер катушки связи сильно уменьшился и уменьшилась емкость между катушками, уменьшилась емкость - увеличилось реактивное сопротивление и работа с хорошим КПД стала невозможной, вот про антенну Факса и забыли, а технические редакторы стали исправлять схему антенны, что бы коллеги радиолюбители при повторении антенны имели антенну с приемлемым КПД.

[Vlad UR 4 III]

Анатолий! Вы главную роль в передаче энергии из фидера в контур отдаёте емкостной связи. Так "разверните" контур на 180 гр и питайте его через емкостной делитель !

[R1AIT]

R1AIT,
Когда Фукс придумал свою антенну...

Это все лирика. КПД вашей модели действительно не высок, но эта модель имеет очень мало общего с обсуждаемой конструкцией. Основываясь на большом практическом опыте использования данной конструкции, утверждение о низком КПД вызывает у меня большие сомнения. С другой стороны, в своей модели, вы допускаете ряд упрощений, которые, на мой взгляд, делают её мало отражающей происходящее в реальном устройстве. Вы большое внимание уделили величине емкости между катушками, совершенно упустив место её подключения. Заменили полотно резистором, не обосновав правомерность такой замены. Как работают в данной конструкции емкости между элементами контура и полотном? Как взаимодействует поле контурной катушки с ближним полем полотна? Я не проводил фундаментальных исследований и расчетов, но правомерность замены всего этого резистором, весьма сомнительна. Извините.

[Vlad UR 4 III]

Вы большое внимание уделили величине емкости между катушками, совершенно упустив место её подключения.

В эквивалентной схеме трансформатора сия ёмкость отсутствует. Касательно места подключения, то Вы правы, но только при одном условии: при длине цепи от конденсатора соизмеримой с длиной хотя бы четверти волны. Иначе величина тока в центре и в начале катушки индуктивности практически равна.
Касательно остальных вопросов, то они обстоятельно рассмотрены ранее.
1.Земля "фуксу" не нужна. Её роль выполняет уединённая ёмкость конструкции или наличие маленького противовеса.
2.Контур при резонансе является накопителем энергии. Её величина пропорциональна величине тока в вибраторе. Поэтому желательно иметь максимально возможную индуктивность и минимальную емкость.

[R1AIT]

...величина тока в центре и в начале катушки индуктивности практически равна...

Чего не сказать про напряжение.

Добавлено через 16 минут(ы):

2.Контур при резонансе является накопителем энергии. Её величина пропорциональна величине тока в вибраторе. Поэтому желательно иметь максимально возможную индуктивность и минимальную емкость.

Кроме прочего, в свете последних статей В.Т. Полякова RA3AAE в CQ-QRP, о регенеративных антеннах и вообще о ближних полях антенн, взаимодействие поля контурной катушки с ближним полем полотна может быть тоже весьма существенным.

[RL1L]

R1AIT,
Вот просто, если Вы пишите, что нет приборов и не можете провести измерения и полотно антенны с землей ни как не связано, то нарисуйте как ток из генератора (трансивера) пройдет через всю эту схему? И еще момент, опишите как согласующее устройство размещенное в металлическом корпусе связано с полем антенны (например ближним), очень интересно?