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.

[Amw]

Чтобы работала без противовесов, контур нужно запитывать через катушку связи.

Антенн без противовесов не бывает...

Гальванической связи передатчика с контуром быть не должно.

Для ВЧ тока не имеет значения гальваническая связь или нет. Важен импеданс. Вот возьмите АА и померяйте его между вашими катушками - думаю не килоомы там будут. И наоборот - соедините две точки четвертьволновым КЗ шлейфом - гальваническая связь есть, а сопротивление ВЧ току будет огромное.

Что защищает от статики контур? У вас на входе трансивера катушка связи 1-2 витка. Он закорочен для статики. Куда ещё?

Когда "статика" накопится в вибраторе, подсоединенном к контуру, то в случае пробоя на катушку связи эти 1-2 витка не спасут Ваш трансивер.

[R1AIT]

Антенн без противовесов не бывает...

Имелись ввиду элементы конкретной конструкции с их габаритами. Не придерайтесь к словам.

Для ВЧ тока не имеет значения гальваническая связь или нет. Важен импеданс.

Импеданс чего? Вы всё время что-то не дописываете. Если возражаете, так делайте это до конца. Если считаете, что знаете что-то лучше других участников темы, не стесняйтесь делиться этими знаниями, тема для этого и создана. А если у вас нет желания своими знаниями делиться, то что вы тут делаете?

Вот возьмите АА и померяйте его между вашими катушками - думаю не килоомы там будут.

Не буду. У меня нет сомнений на этот счет. Вы уж пишите всё сразу, чтобы не додумывать что вы имели ввиду. Кстати, ваш выбор прибора для измерения сопротивления изоляции вызывает некоторое недоумение. Ведь о статике речь?

Когда "статика" накопится в вибраторе, подсоединенном к контуру, то в случае пробоя на катушку связи эти 1-2 витка не спасут Ваш трансивер.

Не накопится. Вы где нибудь встречали информацию о пробое между катушками в антенне Фукса?

[Упуат]

Мой опыт показывает всё с точностью до наоборот. Только на такую антенну, без гальванической связи, у меня получается нормально слышать эфир в городе. На другие треск до 9 баллов.

Подскажите, это был вертикал? Вы или ещё кто его повторяли в другом месте, но то же в помехозагруженных условиях?
Лет эдак 20 назад занимался профессионально установкой ТВ антенн, несколько лет к ряду. Так вот был не мало удивлён наличием мест с прямой видимостью на передающую антенну и полным отсутствием сигнала и мест где сигнала и быть то не должно, но он там не понятным образом был. Второй вопрос именно с этим и связан.

[UA4NE]

Упуат, настоятельно рекомендую вместо контура в качестве трансформатора сопротивлений четвертьволновый короткозамкнутый проволочный шлейф (антенна J-pole). Он же выполняет функцию противовеса, также автоматически решается проблема с накоплением статики. Тут больше степеней свободы при настройке, и можно легко выгнать КСВ в единичку. Не нужен высоковольтный конденсатор на большие киловары. Недостаток только один - габаритный, требуется место для размещения.

=====

R1AIT. Если у Вас уровень шума на приём зависит от наличия или отсутствия гальванической связи с антенной, то это означает лишь одно - что-то сделано неправильно. Нужно найти ошибку и исправить её. Гальваническая связь (по постоянному току) тут ни при чём совершенно. Вероятно, что функцию антенны у Вас выполняет еще что-то, кроме её самой. Например, оплетка фидера и т.д.

[Евгений240]

наличием мест с прямой видимостью на передающую антенну и полным отсутствием сигнала и мест где сигнала и быть то не должно, но он там не понятным образом был

Действительно, на УКВ это часто бывает.
Достаточно передвинуть на пару метров антенну, как картина меняется.
Но ничего загадочного.
Самая обыкновенная интерференция.
Прямой и отражённый чем то сигналы складываются и может получится всё, от усиления сигнала, до почти полного ослабления. Всё зависит от фазы сигналов.

[R1AIT]

Вероятно, что функцию антенны у Вас выполняет еще что-то, кроме её самой. Например, оплетка фидера и т.д.

Ну да, противовес или провод заземления. Вот от них и отказался. Фидера 30см примерно, и он в обоих вариантах был такой. С приемом все в порядке, да и с передачей тоже. Не вижу необходимости что-либо исправлять. Всё устраивает.

Подскажите, это был вертикал?

Нет, в большинстве случаев наклонное полотно. Не стремлюсь к вертикалам, потому, как это плохо с многодиапазонностью сочетается, если без трапов полотно.

[Упуат]

R1AIT, подскажите какая должна быть индуктивность контурной катушки и ёмкость конденсатора на частоту 27200 при длине вертикального полотна 5,3 метра?
Какая должна быть индуктивность у катушки связи?
Или подскажите методику их расчёта, а то я даже сообразить пока не могу как их считать вместе с полотном или без него. Если без, то Coil32 замечательно параллельные контура считает. Количество витков и шаг я постараюсь сам посчитать в той же Coil32 в соответствии с внутренним и наружным диаметром комля удочки и диаметром используемого провода.
Концепт конструкции у меня вроде уже сложился. Конденсатор сделаю из коаксиального кабеля, хотя возможно КВИ какой поставлю, благо их есть разных у меня, и 1 и 2 и разной ёмкости, но скорее всё же кабель, так как с ним будет проще. Катушку связи я закреплю жёстко, примотав изолентой снаружи и закрыв муфтой от 50-ой канализационной трубы, в заглушки врежу кабель-вводы по диаметру комля удилища, в нижнюю заглушку врежу ещё и антенный разъём, чтобы коротким куском кабеля можно было прямо на крыше трансивер подцепить для настройки.
Очень интересно как оно без гальванической связи будет работать. Получится, что внутренняя часть с наружней будет иметь только индуктивно-емкостную связь. Хотя скорее чисто индуктивную, ёмкости там врят ли будет больше чем пол пикушки, скорее уж гораздо меньше.

[R1AIT]

R1AIT, подскажите какая должна быть индуктивность контурной катушки и ёмкость конденсатора на частоту 27200 при длине вертикального полотна 5,3 метра?
Какая должна быть индуктивность у катушки связи?

Длина полотна кратно половине волны. Контур на рабочую частоту по формуле Томсона. Впрочем, отличие длины полотна от кратной половине волны легко компенсируется подстройкой контура в довольно широких пределах.

[R3LL]

Впрочем, отличие длины полотна от кратной половине волны легко компенсируется подстройкой контура в довольно широких пределах.

Чуть не так.
Давно это было - году в 1979. По совету, ныне покойного, Георгия (UA1DZ) изготавливал себе диполь питаемый с конца на 40 метров. Висел горизонтально на высоте 12 метров, ни противовеса, ни "земли" не было, не требовалось этого. Настройка была кропотливой. Контур нагружался на сопротивление порядка 2,8 ком и по КСВ метру с кабелем, который потом использовался, настраивалось дома по миниму КСВ. Резистор был убран, переменник заменен постоянным конденсатором, узел помещен в пластикову бутылку. А потом самое противное - настройка, пришлось прибегать к помощи соседа. Он контролировал КСВ, а я на противоположном здании, укорачивая полотно антенны добивался минимума КСВ,т.е. того, который был достигнут при настройке контура. КСВ получился где-то 1.15. Полоса примерно 40-50 кгц, участок CW. Провисела года 4. Результат очень порадовал.

Да, КСВ можно было бы добиться и 1.0, но пришлось бы дольше возиться с нагрузочным резистором и подборкой отвода катушки.

[Упуат]

Длина полотна кратно половине волны.

1/2 лямбда в моём случае это 5,51 м. Но наверное надо коэффициент укорочения применять, в зависимости от диаметра используемого провода? 5,3-5,4 метра планирую сделать, больше врят ли влезет.

Контур на рабочую частоту по формуле Томсона.

Искренне надеюсь, что прога Coil32 эту формулу и использует при расчёте контуров. Я в ней вот чего насчитал:

Антенна Фукса без гальванической связи, 1/2 лямбда, вертикал, без противовесов.

Расчёт контура:

Внешняя ёмкость 22 пФ/20кВ (КВИ-1)
Частота контура: 27,2 МГц
Индуктивность контура: 1,556 мкГн
Характеристическое сопротивление: ρ = 265,946 Ом

Расчет катушек:

Контурная катушка L1

— Однослойная катушка с шагом
Индуктивность катушки 1,556 мкГн

Диаметр каркаса D: 21 мм
Диаметр провода d: 3 мм
Диаметр провода с изоляцией k: 4 мм
Шаг намотки p: 5 мм
Рабочая частота 27,2 МГц
Длина намотки l: 80,963 мм
Длина провода без учета концов 1,227 м
Вес провода: 77,191 г
Реактивное сопротивление катушки: 265,925 Ом
Число витков катушки: 15,593

Собственная ёмкость: Cs = 1,245 пФ
Частота собственного резонанса: Fsr = 77,602 МГц
Конструктивная добротность катушки: Q = 906 (Материал провода: Медь)
Сопротивление потерь: ЭПС=0,294 Ом

Катушка связи L2

— Однослойная катушка с шагом

Диаметр каркаса D: 33 мм
Диаметр провода d: 3 мм
Диаметр провода с изоляцией k: 5 мм
Шаг намотки p: 5 мм
Число витков катушки: 3
Рабочая частота: 27,2 МГц
Индуктивность: 0,371 мкГн

Собственная ёмкость: Cs = 1,23 пФ
Частота собственного резонанса: Fsr = 132,661 МГц
Конструктивная добротность катушки: Q = 1060 (Материал провода: Медь)
Сопротивление потерь: ЭПС=0,06 Ом

Это пока приблизительно, куплю провод, пересчитаю, уже точно, мне сейчас главное методу осознать. Конденсатор в контур есть желание поставить переменный с воздушным зазором типа 1КПВМ-5 3-19 пФ, есть в наличии, мелкий такой, зазор между пластинами ротора-статора 1 мм приблизительно, в удочку залезет как раз.

Есть ошибки?

Добавлено через 11 минут(ы):

Искренне надеюсь, что прога Coil32 эту формулу и использует при расчёте контуров.

Нашёл формулу Томсона, я её знал оказывается, только не знал, что она Томпсона, нашёл отдельный калькулятор, перепроверился, Coil32 её и использует, показания сошлись.
Вопрос про ошибки всё равно актуален
P.S. Большое Вам спасибо за помощь.