VE3KF forum

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » VE3KF forum » Антенны, АФУ » Для чего нужны противовесы для антенн.


Для чего нужны противовесы для антенн.

Сообщений 1 страница 30 из 44

1

Много уже было написано о назначении радиалов для вертикалов и для других антенн, но все же развелось столько теорий, что порой начинающему очень сложно понять где же истина, а где очередная ошибочная версия кого-либо.
Я тут набросал рисунок от руки, где на верхнем из них изобразил заземленный 1/4 штырь АВ и его зеркальное отражение в грунте, здании, если штырь АС заземлен на крыше . Получился в целом 1/2 волны диполь с его ДН восьмеркой. Это такой же диполь как и классический, с той лишь разницей, что половина его расположена под землей. Как же пройдут токи в этом диполе. Им надо пройти от генератора  в излучатель АВ и далее это токи I1, I2, I3 напрявляются к другой половинке диполя. Для этого им надо пройти через грунт, который не является хорошим проводником. Поэтому на рисунке он представлен как последовательно включенные сопротивления потерь в земле R1 - R6. На этих сопротивлениях ток превращается в тепло и обогревает землю. Это потери ВЧ энергии. Та часть тока, которая достигнет плеча АС, ток I4,   будет сильно ослаблена. Мы также знаем, что напряжение и ток на клемах источника всегда равны по значению, поэтому какой величины ток пришел к источнику по плечу СА, такой же ток и уйдет в излучатель АВ. Это эквивалентно эл. схеме справа вверху, где R примерно будет равно от 100 до сотен Ом, в зависимости от качества грунта.
Что же делать, как снизить эти потери тока в земле и избежать ненужного нагрева грунта? А на самом деле эта задача не столь трудна в решении. Для этого, надо всего лишь оторвать излучатель от грунта, а над грунтом уложить или подвесить, что еще лучше, радиалы из провода. В этом случае токи I1, I2, I3 уже не пойдут в землю, а будут перехвачены радиалами вокруг вертикала и направлены прямиком к источнику. Радиалы в этом случае являются собирателями тока излучателя, не повзоляют им уйти в грунт на его обогрев. Эквивалентная схема будет точно такой же, как и до того, но с той разницей, что величина резистора R будет уже не сотни Ом а всего от долей Ом до 15 -20 Ом. Это конечно намного меньше погасит ток возврата I4, что похволит генератору питать антенну бОльшим током. Вот в этом заключается смысл установки радиалов, противовесов для антенны. Причем это справедливо не только для вертикалов, но и для диполей и т.д. Но диполь обычно вешается в пространстве, далеко от земли, поэтому этому другу достаточно и одного радиала, которым и является его одно плечо, к которому подключена оплетка кабеля питания антенны.
Кол-во радиалов зависит от высоты их установки. Например 4-6 резонансных радиала эквивалентны по эффективност 120 радиалам на земле. Чем дальше радиал от земли, тем меньше отбирает его поле земля по пути, когда он доставляет этот ток к источнику. Обычно высоты 0,05 волны достаточно для приподнятых радиалов. Но можно их и на землю ложить и даже неглубоко 5-10 см. прикопать. Для этого лучше использовать изолированный в ПВХ провод.  Диаметр радиалов от 1,5 мм если их всего 3-5 шт и до 0,5 мм если их от 16-20 шт.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

2

VE3KF написал(а):

...порой начинающему очень сложно понять где же истина, а где очередная ошибочная версия кого-либо.

Вот именно... :glasses:
Всё гораздо проще. Вертикал - это вибратор, радиалы - противовес. Антенн без противовеса не бывает.
Это правильно, что ток вибратора замыкается на противовес, т.е. существует цепь: клемма источника - сопротивление вибратора - сопротивление противовеса - вторая клемма источника. По которой, естественно, течет одинаковый ток. А как распределяется мощность источника? Пропорционально сопротивлениям. Чтобы бОльшая часть мощности излучалась вибратором, надо всего лишь, чтобы его сопротивление было много больше, чем у противовеса.
Радиалы - это такая конструкция противовеса, у которой сопротивление минимально!!!
Проводник, по которому течет ток, излучает. Два проводника, расположенные рядом (линия) НЕ ИЗЛУЧАЮТ. Обратите внимание, не "компенсируется их излучение", а именно "не излучают". Симметрично расположенные в одной плоскости радиалы уже на небольшом расстоянии тоже не излучают. Не излучают, значит сопротивление излучения мало, омическое - тоже, а других и нет.
Значит вся подводимая мощность излучается вибратором.
Это и есть ответ на вопрос, поставленный в заголовке темы "зачем...". Радиалы - это наиболее эффективная конструкция противовесов вообще и для вертикала в частности.

Противовес в виде радиалов делают тогда, когда не хотят, чтобы он излучал. Иначе можно сделать и просто диполь. Вертикальный или горизонтальный.

Отредактировано Amw (2011-02-01 04:58:32)

3

Amw написал(а):

Два проводника, расположенные рядом (линия) НЕ ИЗЛУЧАЮТ.

ММАНА, да и не только она, легко показывают, что излучает даже вибратор высотой 1 м на 1,8 Мс, хотя его сопротивление - сотые доли Ома. И несмотря на это он все равно излучает. Конечно, нужно очень низкое сопротивление потерь в радиалах, чтобы хоть что-то досталось от мощности и вибратору в этом случае, но он излучает. Не излучает диэлектрик(ток через него не идет). Остальное, что пропускает ток, должно излучать. Эффективность излучения - это уже другая сторона медали, но излучение, как физический процесс, обязательно будет. Из линий, не излучает, пожалуй, только волновод СВЧ. Но там 100% экранировка, отсюда и нет излучения.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

4

Amw написал(а):

Два проводника, расположенные рядом (линия) НЕ ИЗЛУЧАЮТ. Обратите внимание, не "компенсируется их излучение", а именно "не излучают"

А Вы можете объяснить, почему НЕ ИЗЛУЧАЮТ?
В одном из форумов я пояснил ПОЧЕМУ. Сейчас лень искать ссылку. Мне интересно ваше объяснение.

5

Amw написал(а):

Проводник, по которому течет ток, излучает. Два проводника, расположенные рядом (линия) НЕ ИЗЛУЧАЮТ. Обратите внимание, не "компенсируется их излучение", а именно "не излучают".

И, я таких антенных конструкций еще не встречал, - 

Михаил, 73!

6

Бевередж.

7

UR4III написал(а):

Бевередж.

UR4III !  

На мой взгляд, желательно посмотреть CQHAM.RU. Там антенна Бевереджа достаточно обсуждалась.

Посмотрите еще раз внимательно на мой рисуночек. 

Вопрос, - а где у меня на рисунке Rн?     

Михаил, 73!

8

Хочу несколько прокомментировать свой же пост для того, чтобы устранить неясности. Я употребил слово радиалы только потому, что оно короче, чем противовесы. Если быть точным, то именно противовесы и должны употребляться в данном случае. Они могут быть настроенными и ненастроенными, поднятыми и на земле и даже под ней, неглубоко. EZNEC расчитывает и глубину проникновения волн под землю. Например для 1,8 Мс это 6 м.
Антенна новичков в большинстве случаев- веревка 40 м из окна дома, наклонно. Что в этом случае можно использовать в качестве противовеса? Самое лучшее - внешний противовес, но подальше от стен дома. Его длина может быть минимум 0,1 волны, но лучше 0,2 волны. Более худшим вариантом может быть противовес вниз по стене дома. Еще более худшим вариантом будет кусок изолированного провода в квартире, проложенный к примеру по плинтусу. Ну и наконец, самый наихудший вариант - заземление на трубу холодной воды, батарею и т.п. В этом случае могут быть помехи соседям.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

9

Set-up написал(а):

И, я таких антенных конструкций еще не встречал, -

Это потому, что такого не может быть. Линия излучает, раз по ней протекает ток, то она не может не излучать.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

10

А вот и файл ММАНА, подтверждающий, что линия все же излучает. Да, не так хорошо, как полноценная антенна, но излучает.
21.35
***Wires***
4
0.0, -2.25, -0.1, 0.0, -2.25, 0.1, 8.000e-04, -1
0.0, -2.25, 0.1, 0.0, -12.0, 0.1, 8.000e-04, -1
0.0, -12.0, 0.1, 0.0, -12.0, -0.1, 8.000e-04, -1
0.0, -12.0, -0.1, 0.0, -2.25, -0.1, 8.000e-04, -1
*** Source ***
1, 1
w1c, 0.0, 1.0
*** Load ***
1, 0
w3c, 1, 655.0, 0.0
*** Segmentation ***
400, 40, 2.0, 1
*** G/H/M/R/AzEl/X ***
2, 20.0, 0, 660.0, 120, 60, 0.0

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

11

Михаил!
Александр в своём утверждении не всё изложил, хотя эти дополнения думаю все понимают. А именно, токи в двух рядом расположенных проводниках должны быть противофазны и равны по величине. Кроме того, «рядом» - это в сравнении с длиной питающей волны. Для одной длины волны «рядом» и будет рядом, а для другой – совсем не рядом.
На рисунке токи в проводах будут не равны по величине, так как часть тока в нижний провод уйдёт по проводу заземления в землю. Емкость проводов относительно земли также будет разная.
Разумеется – это не бевередж. Однако, он эта два провода с противофазными токами. Иногда применяют просто кабель. И принимает же… Следовательно, не всё так просто.

12

UR4III написал(а):

Иногда применяют просто кабель. И принимает же… Следовательно, не всё так просто.

Владимир!    

А, может, с огромной натяжкой, то, что я изобразил, назовем линией?  Если это “прокатит” , то она у нас находится в режиме ХХ, в котором, как известно, никакого переноса энергии нет. Чтобы в этой линии появился ток, нужно:

- или, нагрузить линию.

-  или естественные или искусственные  условия, при которых у нас создастся утечка тока. 

Будет нагрузка, или утечка, - “побежит” ток, и начнётся излучение. 

Михаил, 73!

13

Set-up написал(а):

Будет нагрузка, или утечка, - “побежит” ток, и начнётся излучение.

100% правильно. Для тока нужны минимум одно из условий. Нагрузка бывает не всегда, но вот утечка - всегда есть во всех линиях, реальных.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

14

UR4III написал(а):

Кроме того, «рядом» - это в сравнении с длиной питающей волны. Для одной длины волны «рядом» и будет рядом, а для другой – совсем не рядом.

К примеру для волны 160 м воздушка 600 Ом, это провода рядом. А что, для волны 10 м два провода воздушки слишком далеко друг от друга? То же рядом. Не рядом эти два провода будут скажем для 3 ГГц или 5 ГГЦ. Но на таких частотах линии уже другие, это волноводы.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

15

Set-up написал(а):

... режиме ХХ, в котором, как известно, никакого переноса энергии нет. Чтобы в этой линии появился ток, нужно...

VE3KF написал(а):

...100% правильно.

В режиме ХХ перенос энергии есть, есть и ток в разомкнутой линии. Нет только переноса энергии к нагрузке, но просто потому, что самой нагрузки нет :crazyfun:
Ваша антенна, Михаил, работать будет, если сумеете в неё на практике (а не в mmana) передать мощность (согласовать) - в чем я сильно сомневаюсь  :nope:
Причем, если пренебречь омическими потерями в проводах, то вся подведенная энергия излучится 100%

16

Amw написал(а):

В режиме ХХ перенос энергии есть, есть и ток в разомкнутой линии. Нет только переноса энергии к нагрузке, но просто потому, что самой нагрузки нет

Ну, ясно, - пора повернуться лицом к науке :) При подключении линии к генератору, в линии начнёт распространяться электромагнитная волна, которая называется падающей, и которая переносит энергию. Но, по причине отсутствия нагрузки, энергия не может поглотиться на разомкнутом конце.

Как говорят электрики – процесс пошел(!) - линия находится под “напругой”. Осталось подключить нагрузку. И, бегущая волна понесет энергию в нагрузку.

Amw написал(а):

Ваша антенна, Михаил, работать будет, если сумеете в неё на практике (а не в mmana) передать мощность (согласовать) - в чем я сильно сомневаюсь

MMANA сильно разочарует. А, вот насчет теории, - так та говорит, что согласовать можно и не такое. Но, та же теория говорит, - за вычетом потерь в СУ. А, когда поймешь (сколько “затолкал” в такую чудо-антенну, и куда она “лупит”), то хоть чему-то научишься на своём опыте.   

Не знаю, как кто, но я про такие антенны не читал ни в книгах (в журналах) ,  ни в своей жизни таких антенн не видел. Хотя есть что вспомнить. Вряд ли кто в живую видел Г-образную антенну из колючей проволоки.

Михаил, 73!

17

Set-up написал(а):

Чтобы в этой линии появился ток, нужно:
- или, нагрузить линию.
-  или естественные или искусственные  условия, при которых у нас создастся утечка тока. 
Будет нагрузка, или утечка, - “побежит” ток, и начнётся излучение.

VE3KF написал(а):

100% правильно.

Как-то на досуге откройте учебник, раздел "Теория длинных линий". Эта теория имеет дело с идеальными линиями. Т.е. ни сопротивлений, ни утечек в линии нет. Тем не менее, в линии, разомкнутой на конце есть падающая и отраженная волны тока. Что ещё более удивительно, эти волны тока бегут "туда и обратно" по одному и тому же проводу, не оказывая сопротивления друг другу. Источником тока является электродвижущая СИЛА (эдс). Именно эта сила "заталкивает" заряды одновременно в каждый провод линии.

Amw написал(а):

Два проводника, расположенные рядом (линия) НЕ ИЗЛУЧАЮТ

Я просил объяснить это утверждение. Объяснение будет?

18

UR4III написал(а):

Amw написал(а):
Два проводника, расположенные рядом (линия) НЕ ИЗЛУЧАЮТЯ просил объяснить это утверждение. Объяснение будет?

Если UR4III высказывает свой пессимизм по отношению с заявлению Amw, то я к нему присоединяюсь. Несомненно, на плоскости симметрии симметрично нагруженной, или разгруженной линии, излучения не будет- равные, но противофазные токи обоих проводников наведут такие же равные, но противофазные поля, которые взаимокомпенсируют друг друга. А вот в остальных местах, поля скомпенсироваться не смогут (расстояние- то от противофазных точек разное!), и, при наличие согласующего устройства, заставить открытую линию работать убогой антенной, как два пальца об асфальт. Естественно, КПД этого АФУ, будет сравнительно низок, т. к. КСВ по входу линии запредельный. Это даже не считая излучения проводника, подводящего питание к линии...
По жизни же, при работе в пределах разумных КСВ, излучение линии настолько низко, что на него просто не обращают внимание. Если, понятно, она грамотно используется.

Отредактировано Игорь 2 (2011-02-03 12:17:33)

19

Нет, я согласен с Amw. Но мне интересен ход его мысли. Это обогащает.
Кроме того, он пишет "рядом". Конечно, чем далее проводники друг от друга, тем сильнее излучение. С линией здесь всё понятно. Но далее этот же механизм переносится на два соосных проводника-противовеса. Это явление (малое излучение противовесов) многие обнаружили с помощью ММАНЫ. А вот понять, как всё на самом деле ...

20

UR4III написал(а):

Нет, я согласен с Amw.

Понятно. Значит, в несогласных я один...  :playful:

21

Игорь 2 написал(а):

Естественно, КПД этого АФУ, будет сравнительно низок

Реальная линия будет излучать, будет работать антенной с очень низким КПД, но будет. Например, реально работает в качестве приемной антенны длинный отрезок кабеля, уложенного на землю. Это чисто приемная малошумная антенна, поэтому КПД высокий ей и не нужен. Но раз эта антенна может принимать, то она может и быть передающей.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

22

VE3KF написал(а):

Например, реально работает в качестве приемной антенны длинный отрезок кабеля, уложенного на землю.

Конечно. Имеет место т. н. "концевой эффект". А вот грамотно закороченный на конце кабель, антенной, увы, не поработает...  :flag:
Да и линия, несомненно, лучит, только на плоскости её симметрии ничего не будет. Это легко любым моделировщиком увидеть. Даже чисто логически- проводники- то неэкранированны, работает метод взаимокомпенсации. А срабатывает он только на плоскости симметрии, где расстояния от противофазных участков равны...

Отредактировано Игорь 2 (2011-02-03 12:36:09)

23

UR4III написал(а):

Как-то на досуге откройте учебник, раздел "Теория длинных линий". Эта теория имеет дело с идеальными линиями. Т.е. ни сопротивлений, ни утечек в линии нет.

Владимир!    

Еще раз посмотрите на рисунок – идеальной линией там и близко не пахнет!

Игорь 2 написал(а):

По жизни же, при работе в пределах разумных КСВ, излучение линии настолько низко, что на него просто не обращают внимание.

Небольшая ремарка.

Если вспомнить Д.П.Линде (и многих других), которые в середине прошлого века в своих статьях обосновали, что надо стремиться к минимальному КСВ в открытой линии, то сейчас, о таком, можно говорить только на дружественном форуме :)

Михаил, 73!

24

Set-up написал(а):

то сейчас, о таком, можно говорить только на дружественном форуме

Обязательно скажу...  :D

25

Set-up написал(а):

Еще раз посмотрите на рисунок – идеальной линией там и близко не пахнет!

Ну так ведь там же не нарисованы продольные индуктивности и поперечные емкости с проводимостями т.е. схема замещения антенны. Вот и потому она очччень похожа на идеальную линию.  :D  Ну а если немного включить голову, то невооруженным глазом видно, что на рисунке обозначена реальная антенна а не идеальная линия.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

26

VE3KF написал(а):

Ну так ведь там же не нарисованы продольные индуктивности и поперечные емкости с проводимостями т.е. схема замещения антенны.

Этот рисунок из статьи В.С.Караянина, я уже сколько раз приводил. Очередной раз, -

Михаил, 73!

27

Set-up написал(а):

Этот рисунок из статьи В.С.Караянина, я уже сколько раз приводил.

Это понятно, Михаил, во всяком случае для меня. Но ведь не все могут отличить реальную линию от идеальной.  :rolleyes:  Там на мой взгляд еще бы нужны параллельно емкостям проводимости(потери в диэлектрике линии), как здесь http://ru.wikipedia.org/wiki/Длинная_линия

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

28

VE3KF написал(а):

Но ведь не все могут отличить реальную линию от идеальной.

Было дело. Отличился я на этом поприще ... :)   

Михаил, 73!

29

Тут Владимир не понимает, что линия не может не  иметь емкость или нагрузку, иначе она работать не будет никак, даже несмотря на ЭДС.  ;)  Емкость или нагрузка - обязательное условие работы линии.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

30

VE3KF написал(а):

Тут Владимир не понимает, что линия не может не  иметь емкость или нагрузку, иначе она работать не будет никак, даже несмотря на ЭДС.

"Они понимают" (С).
А вот любители эквивалентных схем линии могут объяснить, почему на концах разомкнутой линии напряжение в два раза больше напряжения падающей волны? Или почему на конце замкнутой линии ток в два раза больше?
Если Amw не появится, вечером объясню, почему два расположенных рядом провода с противофазными токами не излучают и почему противовесы почти не излучают.


Вы здесь » VE3KF forum » Антенны, АФУ » Для чего нужны противовесы для антенн.


Создать форум.