Что-то не так?
Пожалуйста, отключите Adblock.
Портал QRZ.RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Спасибо.
Как добавить наш сайт в исключения AdBlockРеклама
Правда и вымысел EH-антенн
Автор: Владимир Коробейников
Все статьи на QRZ.RU Экспорт статей с сервера QRZ.RU Все статьи категории "Прочее" |
Смотрите также статью: Магнитные антенны для сверхдальней радиосвязи
Радиосвязь на спиновом электромагнитном поле
|
С конца прошлого (XX) века радиолюбители многих стран начали эксплуатировать "очень странные" антенны. Эти антенны известны как CFA, A или ЕН. ЕН - яркий представитель этих "странных" антенн у радиолюбителей. Довольно трудно найти другое устройство, которое могло причинить такое огромное количество недоразумения и противоречий в истории. Огромный лагерь мнений говорит, что ЕН-АНТЕННА - очень плохая антенна. Она работает хуже, чем укороченный диполь или укороченный штырь. Маленький лагерь мнений говорит, что ЕН-антенна очень хорошая антенна. Она имеет очень маленькие размеры, которые не соответствуют волновым размерам, и тем не менее довольно хорошо работают. ЕН может обеспечить радиосвязь, когда это не способны делать обычные антенны. Оба лагеря мнений никак не могут понять тот факт, что в работе ЕН-антенны кое-что оказалось таким НОВЫМ, которое не известно современной науке.
Любая обычная антенна работает на динамике ПОСТУПАТЕЛЬНОГО движения электрических зарядов в элементах ее конструкции. Теперь уже есть множество исследовательских, экспериментальных и научно-теоретических работ о ЕН-антеннах, которые ярко показывают, что для всех обычных характеристик, эта антенна действительно хуже, чем укороченные штыри или диполи. Это замечательно. Это то, что и надо было доказать. Это показывает, что ПОСТУПАТЕЛЬНАЯ динамика электрических зарядов в ЕН-антенне очень плохая. Кроме того, исследователи ЕН-антенны не понимают, что та поступательная динамика электрических зарядов в ЕН-антенне вообще является ПАРАЗИТНОЙ. ЕН-антенна может работать с обычными антеннами только потому, что она имеет эту маленькую ПАРАЗИТНУЮ компоненту.
Конструкция ЕН-антенны выполнена таким образом, что электрические заряды в ее цилиндре имеют доминирующее ВРАЩАТЕЛЬНОЕ (спин) движение. Здесь состоит ФУНДАМЕНТАЛЬНОЕ различие ЕН-АНТЕННЫ от всех обычных антенн. Итак, обычные антенны работают на ПОСТУПАТЕЛЬНОМ движении электрических зарядов, а ЕН-антенна работает на ВРАЩАТЕЛЬНОМ (спин) движении электрических зарядов. В линии радиосвязи ЕН-антенна работает намного лучше с ЕН-антенной, чем с обычной.
Любой электрический заряд (электрон) всегда имеет две компоненты в динамике - поступательную и вращательную. Вектор магнитной индукции динамического электрического заряда КОМПЛЕКСНЫЙ, то есть состоит из двух ортогональных векторов с различными свойствами. В современных учебниках вектор магнитной индукции динамического электрического заряда до настоящего времени, представлен единственным (одиночным) поступательным. ЕН-антенна активизировала неизвестную вторую компоненту КОМПЛЕКСНОГО вектора магнитной индукции электрических зарядов (электронов). Динамика электромагнитного поля электрических зарядов (электронов) от каждой компоненты (поступательной и вращательной) обладает полностью различными свойствами в пространстве. Читатели с высоким уровнем знания в области радиофизики и электрофизики могут посмотреть теорию и понять, что неизвестный вектор Нz электрического заряда (электрона) с необычными свойствами и вывели ЕН-антенну на абсолютной неизвестную дорогу в науке. Это - НЕИЗВЕСТНАЯ РАДИОСВЯЗЬ НА СПИНОВОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ в пространстве.
Давно наблюдаю за огромной обструкцией в "понимании" ЕН-антенны. Сам автор Тед Харт толком до последнего времени не понимал, что произошло, что случилось. И самое главное сам не понимал, почему классическая теория антенных устройств (хотя бы по Айзенбергу) ни каким боком к ней "не прилипает" и НЕ ПРИЛИПНЕТ. Слетает как шапка с одуванчика на ветру. Вещь произошла ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ.
Рис.1 ЕН-антенна (20-метров) у Т.Харта на его садоводческой ферме.
В любой, первой попавшейся обычной антенне электрические заряды в элементах
антенны имеют доминирующее ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ периодическое движение с получением
соответствующих вихревых компонент эл. и маг. полей.
В ЕН-антенне весь эффект создают электрические заряды в среднем цилиндре. Через
средний цилиндр проходит "плоскость Кулона". Это та плоскость, где "сталкиваются
лбами" противофазные магнитные потоки противофазных катушек. В этой плоскости
электрические заряды не могут иметь доминирующее поступательное движение. Они
начинают ТАНЦЕВАТЬ ТВИСТ на месте с частотой передатчика. Можно сказать по другому
– делают «тик-так», как маятник механических часов.
Рис 2. Размещение противофазных катушек
Что будет, если электрон крутится на месте? Что-то магнитное в этом случае будет? Да, будет - магнетон Бора или по-другому спиновой момент. Вы прекрасно знаете, какая большая разница между спиновым моментом (магнетон Бора) и моментом поступательного движения. Это "Федот, да не тот". Рассчитывать и настраивать противофазные катушки весьма проблемно. Если две одинаковые противофазные катушки СДВ диапазона очень близко расположить друг к другу, то общая индуктивность устремится к 0 и резонанс можно ловить в сантиметровом диапазоне. На практике сам вывод-лепесток такой СДВ катушки уже является необходимой индуктивностью в сантиметровом диапазоне.
Рис 3. В площади Кулона электроны начинают крутиться на месте
Основные моменты на рисунках.
Рис 4. Схема подключения катушек
Они идут на английском, поскольку они из большой галереи моих материалов для Теда Харта. Практически я ему год "прочищал мозги".
Рис 5. Основные выводы из уравнений Максвелла
Уравнений Максвелла он "не тянет", пришлось действовать картинками. Тед Харт даже поругался со своим университетским теоретиком Робертом Бибхасом, что тот за несколько лет не мог ему объяснить, что произошло, а русский это сделал за несколько месяцев. Тед Харт только что успешно выступил на крупной международной конференции NAB -2004 по радиосвязи и радиовещанию в Лас-Вегасе. Я Теду Харту 9 месяцев практически каждый день через день читал то, что он сам изобрел и не мог разобраться, что произошло. "Каленым железом" выжигал у него в мозгах классическую теорию антенн, которая не работает в ЕН, и не будет работать. Вы соединяли два магнита одноименными полюсами (расталкивание)? Там есть плоскость между магнитами, где "непонятно", что больше доминирует, один или другой магнит. Теперь такой же "фокус" с переменным маг. полем от противофазных катушек. Что будет делать эл. заряд (электрон) в этой плоскости. Две силы Лоренца толкают его в разные (противоположные) стороны. Ему ничего не остается, как крутиться на месте волчком то в одну, то в другую сторону. Отсюда возникает спиновой магнитный момент с совершенно иными эл. маг. свойствами
С математикой совсем проблемно. Ее там 11 страниц в чистом виде. О нее сильно споткнулись 5 ведущих профессоров Питерского Политеха. Даже на самой постановке задачи. Для них электрон это элементарная частица и применить к ней ур-ния Максвелла практически невозможно. Я рассмотрел электрон как простейший элемент электрического тока с эл.маг. полем вокруг него. В таком подходе к электрону более лучшего аппарата, чем ур-ния Максвелла для описания динамических процессов не найти. Особо интересующиеся, что вообще представляет из себя структура эл.маг. поля динамического электрона (эл. заряда), могут ее полностью посмотреть. Спиновой вектор Н z игнорирует скорость света. Это же МГНОВЕННАЯ радиосвязь. Длина Н z (спиновой) эл.маг. волны равна БЕСКОНЕЧНОСТИ на любой частоте. Понятие «длина волны» в этом случае превращается в полный абсурд. Отсюда следует полная нелепость в понимании «волновых размеров антенны». Это показывает теория (математика).
Вас тоже будет "подмывать" на ситуацию понимания - утречком вводная лекция, а вечерком на диплом. Такой вариант не работает, а как бы хотелось! Это принципиально НОВЫЙ ВИД РАДИОСВЯЗИ на СПИНОВОМ эл.маг. поле, а не на вихревом. Отсюда вся неразбериха внутри огромной армии радиолюбителей всех стран. "Прочистку мозгов" надо делать методически и довольно долго, иначе ситуация будет только обостряться с ЕН и другими разрабатываемыми «антеннами» для спинового, а не вихревого эл.маг. поля.
Можете посмотреть на безантенный передатчик (энергетика как у гетеродина приемника или концертного радиомикрофона). Эта медная таблетка работает на частоте 100 мгц. "Крону" и микрофон тоже можно было спрятать в медную глухо запаянную таблетку-болванку. Эффект такой, как будто у него есть настроенный штырь 75 см длиной, но его то НЕТ. С приемником "фокус". С выдвинутым штырем он плохо или совсем не принимает сигнал. Если штырь убрать (задвинуть), то сигнал появляется. Входная цепь (входной КК) приемника тоже должен быть с противофазными катушками в экране-таблетке.
Рис. 6. Пример построения антенны 100 МГц
Стандартные размеры от авторов есть в Интернете:
Самый лучший и наиболее удобный вариант в изготовлении и настройке предложил Николай Кисель UA3AIC. Две противофазные катушки и два настроечных конденсатора включены мостом. Как настраивать мост радиолюбители хорошо знают. На рисунке показано, как свести мостовую конструкцию ЕН-антенны от UA3AIC к медной таблетке. Проникающая способность сигнала выше, чем от обычной антенны. Это уже хорошо знает любой ЕН-ник. Самые большие практические наработки по высокой проникающей способности радиосигнала на спиновом эл.маг. поле от ЕН-антенны у Николая Киселя UA 3 AIC и его ближайших друзей-радиолюбителей. Открывается возможность осуществлять радиосвязь с поверхности Земли в пещеру или шахту, а также под воду.
Рис. 7 Рекомендации к EH-антеннам
Как видите все "очень просто" на первый взгляд.
Смотрите картинки и помните, что вы имеете дело со СПИНОВЫМ (вращение заряда) эл.маг. полем, который как шилом бурит-протыкает пространство а не с привычным маг. моментом от поступательного движения заряда. Спиновое эл.маг. поле современная физика на практике еще использовать НЕ УМЕЕТ. ЕН-антенна первая на практике вторглась в эту «запретную» спиновую область. В учебниках с ответами на вопросы как пользоваться спиновым эл.маг. полем очень «глухо». Мы имеем «белое пятно» в науке и радиолюбители именно на это «белое пятно» и наткнулись. Научных, исследовательских, экспериментальных работ по исследованию и использованию радиосвязи на спиновом эл.маг. поле хватит на всех желающих. Еще много останется и следующим поколениям.
Эксперимент 17 июля 2005 года
На озере глубиной 5-6 метров был проведен эксперимент по подводной радиосвязи на HZ антеннах.
Впечатляющие результаты. Самодельный "дохленький" передатчик (КТ315 - ЗГ, КТ315 - буфер-усилитель, нагруженный на НZ-антенну и зуммер-мультивибратор, как модулятор на двух КТ315, питание от батареи "Крона"). Передатчик настроен на частоту 100 мгц. Самодельный УКВ приемник из радио набора "МастерКит" NK116 с НZ-антенной. Для дополнительного контроля был и второй портативный высокопрофессиональный, высокочувствительный приемник "Kenwood TH-F6", которым вооружены спецслужбы для поисков "жучков" в офисах и для других целей. Утапливали с лодки в герметичной стеклянной банке этот передатчик. Сигнал принимали приемниками в лодке. "Чудо" обнаружили сразу. Когда передатчик находился на глубине 1,5 метров, то приемник "Kenwood TH-F6" перестал принимать сигнал, а до дна передатчику еще далеко. УКВ приемник-самоделка устойчиво принимает сигнал-зуммер (пищит). Достигли дна. УКВ самоделка-приемник принимает сигнал, а приемник "Kenwood TH-F6" молчит (шипит). Через несколько минут самоделку-приемник пришлось подстроить. На дне озера холодно, а передатчик с параметрической стабилизацией. Был малый уход частоты.
6 метров воды для "дохляка"-передатчика на УКВ это очень серьезно. Вот то самое, что никак не увидят оппоненты на сайте. Что принимает самоделка с НZ-антенной и не видит профессионал "Kenwood"? Куда "приткнуть-пристроить" Теорию АФУ для этого случая? Это совершенно другая дорога в радиосвязи.
Скачать звуковой wav-файл при подстройке приемника во время эксперимента
- Смотрите также статью: Магнитные антенны для сверхдальней радиосвязи
Владимир Коробейников elen (аt) mail.infos.ru
Просмотров всего 405,950, сегодня 52 |
Обновлено 28.07.2005 20:26:51 Статью прислал - Владимир Коробейников |
Отредактировать текст этой статьи? Все статьи Экспорт статей с сервера QRZ.RU |
Рейтинг читателей этой статьи |
Смотрите также
Комментарии
Обсуждение этой статьи - Скажите свое мнение!
Оставьте свое мнение
Комментарии 2057
Владимиру, 20 августа 2005 г. в 15:08 MSK. Нет, это Вы сначала скажите, что значит “то же самое место в системе (в галактике)”. В чьей галактике, в нашей? А чем она лучше других? Недоразумения с циклоидой начинаются в Вашей голове. То, что Вы называете “вращательной компонентой” является движением по окружности, и оно расладывается на два линейных колебательных, сдвинутых на 90 градусов по фазе. Однако же классическая теория для заряда, движущегося с ускорением, никаких Hz векторов не дает. Возникает вопрос: где Вы нас дурите на своих 11-ти страницах “теории”? Ответ, как ни странно, очень прост: в том месте, где Вы переходите к комплексным амплитудам. Это можно делать только если все компоненты являются гармоническими осцилляциями. У Вас же есть еще и равномерное прямолинейное движение, которое таковым не является, но Вы и его подстригли под ту же гребенку! А последствия – «туши свет»! (Ваши слова). Время вспомнить классика: “щетильнее надо, ребята”!
Владимиру, 18 августа 2005 г. в 22:21 MSK. Владимир, спасибо за совет, но вряд ли я ему последую. Если там про “волны де Бройля”, то чему тут удивляться?
Для Alex’a, 18 августа 2005 г. в 16:01 MSK. Вот Вы пишете: “я убедился, что излучение кабеля здесь ни причем”. Нельзя ли чуть подробнее о методе, использовавшемся для оценки вклада излучения кабеля?
Уважаемые господа! Да у многих из вас все очень серьезно затуманено в мозгах, при очень большой помпезности. Вы спотыкаетесь в буквальном смысле на «букваре». Вот вам примитивнейший тест и попробуйте на него ответить. Самое «понятное» – наша Земля с периодом 1 год (1 сутки). Вы прекрасно знаете, что за ПЕРИОД Земля НИКОГДА НЕ ПОПАДЕТ в то же самое место в системе (в галактике). Вы это знаете? ЕЩЕ КАК! Так почему же в учебниках ее периодическая траектория изображена КРУГОВОЙ? Она же НИКОГДА не может попасть в то же самое место! Что за ЧУШЬ с кругами в учебниках? Вот он «букварь» с тухлецой! Надо переходить к ЦИКЛОИДЕ! А последствия – «туши свет»! Вы прекрасно знаете, что при движении по циклоиде у тела есть ПОСТУПАТЕЛЬНАЯ и ВРАЩАТЕЛЬНАЯ компоненты! Так почему же при рассмотрении движения по циклоиде ВРАЩАТЕЛЬНАЯ компонента у вас ВЫВЕТРИВАЕТСЯ из головы? Вот отсюда и начинаются у вас недоразумения с динамическим электроном (циклоидным)! Все привычные и понятные вам антенны «стреляют» как «гладкоствольное оружие» и только ваша ЕН-антенна (HZ ушла дальше) «ЗАЦЕПИЛАСЬ» за «нарезное оружие» и вон, сколько паники, непонимания, разброда в мозгах и в ваших рядах за 10 лет сделала! «Букварь-то с ТУХЛЕЦОЙ» у многих в сознании (читай начало-тест). Одни из вас серьезно ПРИЗАДУМАЮТСЯ, а очень многие из вас так и будут продолжать «ляпать, как корова из-под хвоста»! Не забивайте «компетентные дитятки» голову – «ляпайте»!
3. 6. 8. Использование синфазного тока линии для основного изучения антенны До сих пор мы говорили только о вредном влиянии синфазного тока линии питания. Но от него иногда бывает и польза. Что от антенны требуется в первую очередь? Излучение. А синфазный ток линии как раз излучает. Значит всего-то надо: сконструировать антенну с учётом излучения синфазного тока линии, и расположить линию, так, чтобы она могла эффективно излучать (не по земле, не вдоль стены, и т. п.). Классическим примером таких антенн является end fire dipole, показанный на рис. 3.6.20. Рис. 3.6.20 Этот полуволновой диполь может быть целиком выполнен из коаксиального кабеля. На расстоянии l4 волны от свободного конца кабель разрезается. Длина здесь имеется в виду электрическая, физическая же будет меньше в 0,85..0,97 раз – из-за укорачивающего влияния внешней пластиковой изоляции кабеля (не путать с другим КУ - кабеля по внутренней изоляции, который приводится в паспортных данных). Центральная жила питающего кабеля соединяется с оплеткой отрезанного конца. Собственно антенна почти готова. Осталось, отступив l4 от точки питания намотать кабелем развязывающий дроссель. И привыкнуть, что в месте разреза оплетка слева ни с чем не соединяется. Чтобы понять, как работает эта антенна, рассмотрим этапы трансформации обычного полуволнового диполя в end fire dipole. 1. В качестве исходного возьмем обычный l2 диполь, из полых трубок, с питанием в центре кабелем, отходящим перпендикулярно вниз. 2. Заменим правое плечо диполя l4 отрезком кабеля. Вернее только оплёткой этого отрезка, с учётом КУ. Ничего не изменится. 3. Пропустим питающий кабель внутри левой трубки. Это можно сделать, поскольку ВЧ-ток течет лишь по поверхности трубки, не затекая внутрь (скин-эффект). Поэтому внутри трубки поля нет (экранированное пространство). Но вот чтобы без проблем вывести кабель с левого торца трубки на нём придется поставить развязывающий дроссель (см. параграф 3.6.4.2). В самом деле – ВЧ-напряжение на конце трубки диполя максимально, а на наружной стороне оплётки спускающегося к радиостанции кабеля должен быть ноль. А разделены эти две точки всего лишь тонким слоём изоляции кабеля. 4. Заменим правую трубку диполя наружной стороной оплётки кабеля (не забыв о КУ). Помните, в параграфе 3.6.3 мы говорили, что из-за скин-эффекта токи, протекающие по внутренней и по наружной поверхностям оплётки становятся разными. То есть для токов имеются как бы две оплётки, разделенные слоем в котором тока нет (поэтому слой этот эквивалентен изолятору). Чтобы и теперь ничего не изменилось, дроссель придется изрядно увеличить. Потому что теперь точки с максимум напряжения (конец диполя) и нулём (внешняя поверхность оплётки кабеля снижения левее дросселя) ничем кроме дросселя не разделены. То есть, часть правее дросселя на рис. 3.6.20 - это обычнейший диполь, который надо соответственно располагать, имея в виду его излучение. Полезный антенный ток по левой половинке этого диполя есть не что иное, как синфазный ток внешней стороны кабеля. Именно поэтому слева от места разреза оплётка не соединяется ни с чем – ток с внутренней стороны оплётки вытекает на излучающую внешнюю сторону. Часть левее ВЧ-дросселя – обычный кабель снижения (с почти нулевым синфазным током), который может быть расположен где и как угодно. Таким образом, в данном случае дроссель выполняет функции ВЧ-изолятора конца диполя (преграждая дальнейший путь синфазному току внешней стороны оплётки) конца диполя. Поэтому он должен обладать высоким реактивным сопротивлением минимум в несколько кОм, и минимальной конструктивной ёмкостью. От одного дросселя это получить непросто, поэтому часто на конце end fire dipole устанавливают два последовательных дросселя. По конструкции дроссель в такой антенне – ближайший родственник дросселя лампового усилителя мощности на данные частоту и мощность. В обоих случаях требуется отсечь ВЧ напряжение с высокоомной (до нескольких кОм) нагрузки. Чтобы избежать проблем с изготовлением дросселя, можно сделать левую часть диполя длиной в l/2 (или кратной). Тогда вместо дросселя потребуется хорошее заземление (или система l/4 противовесов – т.е. ВЧ-заземление). Поскольку на конце такой части диполя будет уже не максимум напряжения, а ноль. Пример такой антенны показан в файле …ANT/Radiation of feeder/end fire.maa. Поскольку в плече диполя длиной l/2 текут противофазные токи, то ДН такой антенны отличается от привычной «восьмерки». При разумных высотах подвеса (и горизонтальном расположении излучающей части) ДН имеет непривычный почти квадратный вид. Если же излучающая часть кабеля идет до земли наклонно или вертикально, то такая антенна приближается по свойствам к обыкновенному вертикалу. Стоит отметить, что при любом выполнении левого плеча диполя (l/4 с дросселем, или l/2 с заземлением) правое плечо диполя вовсе не обязательно должно быть выполнено именно из коаксиала. Вполне допустимо выполнить его из обычного провода длиной l/4. И даже в виде очень короткого и толстого провода, с удлиняющей катушкой (подробнее о такой антенне пойдет речь в параграфе 3.7.8.3). Другой известной антенной, в которой полезное излучение создаётся синфазным током линии питания, является перевернутый коаксиальный GP. К сожалению, мы еще не рассматривали обычные перевернутые GP, нужные для понимания работы такой антенны. О них подробно речь пойдет только в главе 4. Пока же достаточно знать, что если взять обыкновенный GP с парой l/4 противовесов и перевернуть его вверх ногами (вернее противовесами), то никаких особых изменений в работе антенны это не повлечет (особенно это очевидно в свободном пространстве, где ни верха, ни низа нет). Взяв, в качестве исходной точки такой GP трансформируем его в перевернутый коаксиальный GP. 1. Выполним штырь из полой трубки, а пару верхних противовесов из обычного провода. Центральную жилу кабеля подключим к противовесам, а оплётку – к вертикалу. Поскольку точка питания высоко над землёй, такое подключение возможно. Кабель отведем горизонтально, перпендикулярно противовесам. Словом – обычный перевернутый GP. 2. Теперь пропустим кабель вниз внутри трубы вертикала. Будет все то же самое, что и в п.3 преобразования диполя в end fire dipole. Потребуется дроссель на выходе кабеля снизу из трубы вертикала. 3. А теперь заменим трубу вертикала наружной стороной оплётки кабеля (см. п. 4. преобразования диполя). Получилась конструкция, показанная на рис 3.6.21. По сути работы – это обычный (хотя и перевернутый) GP. К оплётке коаксиального кабеля на верхнем конце ничего не подключено – она сама по себе является излучающим проводом (вернее её внешняя сторона). По длине излучает l/4 часть (не забыть про КУ по внешней пластиковой изоляции кабеля!) от противовесов до точки установки дросселя. Оплётка же после дросселя не излучает (конечно, если дроссель хороший).Также как и в случае диполя, длина излучающей части может быть выбрана в l/2. При этом вместо дросселя потребуется Рис.3.6.21 заземление (или еще одна система l/4 противовесов). Кстати говоря, существуют очень близкие по принципу работы антенны-мачты (еще их называют антеннами верхнего питания, или АВП). Они состоят из заземленной полой трубы, внутри которой проходит питающий кабель. Наверху оплётка кабеля соединяется с верхним краем трубы, а центральная жила с расположенными горизонтально противовесами или диском. Но это не тема данного раздела, о АВП речь впереди - в разделах 3.7.3 и 3.7.8 , а также в главе 4. Возвращаясь к антенне, показанной на рисунке 3.6.21, отмечу, что противовесы совсем не обязательно располагать горизонтально – вполне допустимо и наклонное их расположение (но поскольку это противовесы, то обязательна их осевая симметрия, относительно штыря). Кроме того, ничто не мешает использовать антенну рис. 3.6.21 повернутой горизонтально или перевернутой (то есть в виде обычного GP с противовесами внизу). Такой вариант может очень пригодиться, например, при запитке антенны свисающей с балкона или дерева вниз. Точно также можно свесить вертикально вниз и end fire dipole. Последняя антенна этого параграфа - коаксиальная рамка. Увы, опять приходится забегать вперед, потому что обычную рамку мы еще не рассматривали. Но, надеюсь, что большинство читателей знакомы с обычной рамочной антенной, с периметром 1l. Входное сопротивление простой квадратной рамки со стороной в l/4 составляет около 120 Ом (в свободном пространстве), и уменьшается по мере вытягивания квадрата в прямоугольник. Рис.3.6.22. В качестве рамки, с периметром 1l можно использовать наружную сторону оплётки коаксиального кабеля, как показано на рис. 3.6.22. По принципу работы эта антенна аналогична ранее рассмотренным в этом разделе конструкциям. ВЧ-ток, вытекая из жилы конца кабеля (оплётка никуда не подсоединена!) на наружную поверхность оплётки, проделывает по ней путь длиной в 1l, попутно обеспечивая излучение антенны. Поскольку в данном случае дроссель расположен в точке питания рамки, где сопротивление низкое (50…120 Ом), то его реактивное сопротивление может быть относительно низким (200..500) Ом. Коаксиальная рамка часто используется в качестве «антенны быстрого изготовления» на УКВ, привлекая предельной простотой выполнения. Нужен лишь запас в 1l по длине питающего кабеля, который можно свернуть в рамку. На дальнем конце кабеля центральная жила зачищается (оплетка остается свободной). Отступив примерно 0,9l от конца кабеля (мы помним про КУ!) с него аккуратно (без повреждения оплётки) снимается внешняя изоляция на длине примерно в 0,1l. В середину оголенного участка оплетки на передвижном зажиме подключается центральная жила конца кабеля. Левее её надевается ферритовое кольцо (или делается дроссель без сердечника). Передвигая зажим (то есть, меняя периметр рамки) добиваемся резонанса, а изменяя форму рамки - КСВ=1. Это рассказывать долго, а при некотором навыке изготовление коаксиальной рамки на 144 МГц или на пару соседних каналов ТВ занимает времени меньше, чем чтение этого абзаца. Единственным недостатком такой антенны является необходимость нарушать внешнюю изоляцию коаксиала (требуется последующая герметизация). Все три антенны, описанные в этом разделе хотя и имеют Ra близкое к волновому кабеля Z0, но тем не менее может потребоваться подстройка размером и формой антенны с целью Ra=Z0. Если это не удаётся, то придется разорвать кабель перед дросселем (левее - для рис 3.6.20 и 3.6.22 и ниже - для рис 3.6.21) и включить в этом месте любое подходящее СУ. Для всех антенн, использующих излучение внешней стороны оплётки коаксиала, важно, чтобы излучающий участок кабеля не был бы покрыт сажей, водой, грязью (это увеличивает потери, поскольку там протекает ВЧ-ток) и располагался бы именно как антенна – подальше от поглощающих предметов, земли, металла. А в той части кабеля, где оплётка кабеля не излучает (перед дросселем) можно допустить и загрязнение поверхности и произвольное положение кабеля (там на поверхности внешней поверхности оплётки тока уже нет). Кроме приведенных в этом разделе антенн с излучением синфазного тока в коаксиале, бывают антенны с полезным излучением синфазного тока двухпроводной линии (например, J-антенна). Но о них в главе 4.
3.7.8.3. Микровертикал Сначала я не имел намерения включать эту антенну в параграф лжеантенн. Её автор DL7PE в первых публикациях хотя и неточно описывал физику работы антенны, но «новых теорий» не привлекал, и подчеркивал, что антенна работает в соответствии с давно и хорошо известными принципами (что есть чистая правда). Но логика рекламы рынка взяла своё, и последние публикации DL7PE уже обильно сдабривает приправой о «новых принципах формирования поля» и туманными намёками на сверхъестественные свойства микровертикала. За что и попал в этот параграф. Эта антенна относится к любопытному классу антенн. Но не к физическому, а к психологическому классу антенн, работа которых понимается их автором неверно. Это класс очень характерен для любительской литературы. В нём антенны, описываемые автором-энтузиастом, вообще говоря, как-то работают. Но совсем не так как думает и описывает автор. В результате авторское описание не только не проясняет, а наоборот - запутывает суть дела. Именно так и произошло с микровертикалом DL7PE. Как же он работает на самом деле? Описание микровертикала сложностью не отличается - это короткий (1..5%l) и довольно толстый (для 14 МГц – 30..50 мм) GP, с удлиняющей катушкой в основании. Как описано в параграфе 3.7.2 при таких размерах GP с удлиняющей катушкой в основании параметрами не блещет – Ra в доли ома, и очень низкий КПД за счет потерь, как в катушке согласования, так и в системе заземления. Но DL7PE приводит Ra около 30 Ом и довольно высокие значения КПД и Ga. Конечно величины меньшие, чем у полноразмерной антенны, но сравнимые. Эксперименты (не все, но некоторые) это подтверждают. Из этого расхождения DL7PE ныне делает вывод о «магических» свойствах. Мне кажется, что прежде чем привлекать магию, имеет смысл рассмотреть и более простые объяснения. Ясно, что столь коротенький GP иметь около 30 Ом сопротивления излучения не может. Значит, их имеет что-то другое, сравнимое размерами с полноразмерной антенной. Посмотрим внимательно на рисунок, приводимый самим DL7PE (рис 3.7.20). Увидели? Кроме короткого вибратора в схеме антенны присутствует еще и один полноразмерный l/4 противовес. Поскольку противовес один, то (как описано в параграфе 3.4.1) он будет излучать. Рис. 3.7.20 Теперь посмотрите внимательно на рис 3.6.21. Чем изображенный там перевернутый GP отличается от микровертикала? Лишь тем, что у микровертикала вместо системы из двух противовесов используется короткий отрезок трубки с удлиняющей катушкой. Но (как показано в параграфе 3.4.1) и полноразмерная система радиалов практически ничего не излучает, а лишь принимает ток вибратора. Точно также и в микровертикале DL7PE короткий отрезок трубы практически ничего не излучает, а лишь работает токоприёмным устройством. То есть излучателем в микровертикале является наружная поверхность оплетки кабеля длиной l/4 (точно также как и на рис. 3.6.21), которую DL7PE по ошибке именует противовесом. А почти не излучающим противовесом является трубка с катушкой. И правильнее называть её не микровертикалом, а микропротивовесом. По сути, антенна DL7PE представляет собой вариант антенны рис.3.6.21, в которой вместо неизлучающей системы из нескольких l/4 противовесов использован один очень короткий слабо излучающий противовес. Теперь становится понятной высокое Ra (это Ra четвертьволнового GP) и получаемое некоторыми значение Ga, близкое к полноразмерной антенне - но надо понимать, что это цифры относящиеся к полноразмерному четвертьволновому излучателю. Становится также ясно, почему хорошая работа антенны отмечается далеко не всеми. Всё зависит (как описано в параграфе 3.6.8) от положения излучающего участка кабеля от микропротивовеса до места установки дросселя. Если этот участок расположен как антенна (то есть висит свободно в воздухе и удален далее чем на 0,16l от поглощающих предметов), то антенна будет работать практически также как обычный полноразмерный GP (за исключением полосы, см. абзацем ниже). А если этот участок уложить на землю, или пустить вдоль бетонной стены – эффективность антенны будет никакой - примерно как если бы в там же разместить вибратор обычного GP. Так в чём же отличие по характеристикам антенн на рис 3.7.20 и 3.6.21? По принципу работы и та и другая - антенны верхнего питания. Излучающий участок у обеих также одинаков (l/4 участок оплётки питающего кабеля). Поэтому и Ra и Ga (если излучающий участок кабеля в антенне рис. 3.7.20 расположен как антенна) практически одинаковы. Отличие есть только в полосе пропускания – микропротивовес с катушкой выполняет функцию токоприёмного устройства только в весьма узкой полосе частот. Например, на 14 МГц полоса антенны рис. 3.7.20 с микропротивовесом длиной 30 см и диаметром 50 мм составляет 115 кГц (файл …ANTHF shortLDL7PE-2.maa). Итак, микровертикал DL7PE это обычный l/4 GP (излучатель - участок оплётки кабеля), с одним очень коротким и толстым противовесом. Резонанс противовеса достигается удлиняющей катушкой. От размера микропротивовеса эффективность антенны практически не зависит. Удлинение и утолщение микропротивовеса приводит лишь к расширению полосы антенны. Положение микропротивовеса относительно излучающего кабеля совершенно не важно. Излучающий участок оплётки кабеля должен быть размещен именно как антенна – от его положения и зависит эффективность антенны. Теперь, когда мы разобрались с физикой работы антенны даже как-то неудобно говорить, что намёки на «магические свойства и новые принципы излучения» этой антенны - это не что иное, как уже известное нам макаронно-рекламное изделие для ушей легковерного потребителя. Тем не менее, эффективность этой антенны (при соблюдении указанных выше условий) может быть достаточно высокой. Такую антенну очень удобно установить там, где соседи не выносят больших антенн, но терпят длинные кабеля, висящие в воздухе. Например, выбросив из окна на дерево кусок кабеля длиной в 5 м, с трубкой длиной 30 см и диаметром 50 мм на конце (файл …ANTHF shortLDL7PE-1.maa) можно получить вполне приличную антенну на 14 МГц, в пределах своей полосы мало уступающую l/2 диполю. Поскольку часто не удается удалить излучающий кусок кабеля от поглощающих предметов, то имеется составляющая сопротивления потерь Ro, которая добавляясь к сопротивлению излучения даёт Ra около 40 Ом, что позволяет получить низкие значения КСВ. Отмечу, что из-за высокого сопротивления излучения требования к катушке удлиняющей микропротивовес относительно невысокие - её холостая добротность может не превышать 200..300. По той же причине токи в точке питания невелики и провод катушки может быть относительно тонким. Задержимся еще немного в этом параграфе. Очевидно, что поскольку излучает именно внешняя сторона оплётки, то нет необходимости для её резонанса иметь длину именно l/4. Как показано в параграфах 3.6.2, 3.6.3 и 3.6.8 резонансной длина оплётки может быть и в том случае, если она кратна целому числу полуволн. В этом случае вместо развязывающего дросселя на точку кабеля, удаленную на расстояние, кратное l/2 следует заземлить (как работает такой излучатель см. рис 3.6.5 и 3.6.7). То есть в вертикале DL7PE можно обойтись и без дросселя (при длине кабеля, кратной l/2). Более того, длина излучающего участка кабеля в антенне DL7PE может несколько отличаться от резонансной (нечетное число l/4 при наличии дросселя, или целое число l/2 при заземлении). Небольшую реактивную составляющую (в десятки Ом) можно легко выбрать при настройке микропротивовеса соответствующим изменением индуктивности удлиняющей катушки микропротивовеса. В самом крайнем случае (но это лишь когда больше совсем некуда деваться) антенну DL7PE можно применять при расположении микропротивовеса на балконе или окне, а питающего кабеля непосредственно в доме, и без развязывающего дросселя. При этом синфазный (он же излучающий) ток по наружной стороне оплётки кабеля пойдет от микропротивовеса до радиостанции и далее по проводу её заземления (иили по сетям дома – в зависимости от наличия развязывающих фильтров по питанию). То есть излучателем в данном случае будёт весь кабель, корпус радиостанции, её шина заземления и возможно – силовая сеть дома. Суммарная длина кабеля и шины заземления (от микропротивовеса до входа шины в землю) может быть весьма велика. Конечно, такое включение приведет к помехам и прочим проблемам, описанным в параграфе 3.6.1, но бывают случаи, когда иного выхода нет. Но вы должны понимать, что в данном случае излучают: оплётка кабеля, корпус радиостанции и то, чем он соединен с землей - отдельный провод, электросеть, трубы водопровода - в общем всё, что имеет ВЧ соединение с корпусом радиостанции. То есть излучающая часть антенны расположена внутри дома. Поэтому: § Уровень помех будет очень высок. § Если дом не радиопрозрачный (не дерево или кирпич, а бетон и арматура) то эффективность антенны будет очень низкой § При сколь-нибудь серьёзной мощности TX напряженность поля в жилых помещениях превышает норму.
3.7.8.5. EH антенна. ЕН «антенна» - всего лишь очень короткий GP (или диполь) выполненный из толстых проводников, с размерами около 1%l. Лжеантенна в чистом виде. Рекламируется особенно агрессивно. Что странно - именно в данном случае чушь в описании её работы видна особенно отчётливо даже невооруженным теоретическими познаниями глазом. Если в описании CFA не всякий может заметить подмену «живой» ЭМВ простой и «мертвой» суммой полей, то в ЕН даже и этого не требуется. Даже в рамках приводимой авторами логики в описании ЕН антенны отовсюду выпирают сплошные несуразности. Например, очевидно, что в случае двухвыводной антенны невозможно никакими внешними цепями согласования получить независимую регулировку фазы между током и напряжением антенны. Короткая (1%l) и толстая антенна представляет собой, по сути, конденсатор, ток в котором опережает напряжение на 90 градусов, и какие бы внешние цепи не были бы подключены к конденсатору, этот фазовый сдвиг не может быть изменен. Давайте пройдемся по описанию ЕН антенн и посмеемся вместе: § «Индуктивность, включенная последовательно с антенной вызовет задержку тока, и можно подобрать такую задержку что ток и напряжение станут синфазными». Катушка, конечно, вызывает сдвиг тока. Но напряжения-то на удлиняющей катушке и конденсаторе – разные. Ток в конденсаторе всегда опережает напряжение на конденсаторе на 90 градусов. Это константа. Что известно любому из школьного курса физики. Поэтому приведенная фраза просто технически безграмотна. § «Можно сравнить излучение вблизи конусов (речь идет о диполе с коническими плечами) с рупорной антенной. Аналогично излучение биконической ЕН образует узкий луч». Да уж, логика… Конусы ЕН «антенны» размером менее 1%l, ставятся на одну доску с рупорной антенной с размерами в несколько l. Маленькое такое отличие в размерах – в сотни раз всего. § «Отношение напряженности полей классической и ЕН антенны можно оценить как 1:33. Но поскольку поле сконцентрировано около центра ЕН антенны, реальное соотношение еще больше». Тут надо перевести дух. Оказывается ЕН «антенна» даёт не просто в 33 раза (цифра-то какая!) большую напряженность поля чем обычная антенна, а даже еще выше! Но не будем мелочиться – даже выигрыш в 33 раза это примерно Ga=14 дБ. Неплохо, а? Зачем городить многоэлементные полноразмерные направленные антенны, когда два цилиндрика общим размером в 1% l дадут то же самое? § «Если поля Е и Н синфазны, можно получить сопротивление излучения 50 ом или любое другое». Вот так просто: какое захотели Rизл – такое и получили. Лёгкость в мыслях необыкновенная. § «В существующих программах моделирования (например, NEC) не заложен алгоритм расчёта тока через конденсатор, поэтому они не могут применяться для анализа ЕН антенны». Враньё, как и всё остальное. Договориться до того, что NEC(любой) не считает ток через конденсатор, можно лишь ничего не зная о программах моделирования. Моделировщик учитывает всё. Полные, неупрощенные уравнения поля используются. А уж что мы там сложили из проводов: катушку, конденсатор или антенну – его совершенно не касается. В любом случае всё будет посчитано корректно. Загляните в параграф 3.7.3 – сколько там успешно смоделировано ёмкостных нагрузок. Есть и файлы, где воздушный конденсатор с двумя обкладками присутствует в явном виде (см. файл …ANTHF shortСShort_quad 7.maa) – и всё успешно отмоделировано. А в случае ЕН «антенны» моделировщики оказывается «не могут применяться». Почему? Ответ очевиден – компьютеру мозги рекламными уловками не промоешь (в отличие от доверчивых потребителей). Сколько ни излагай ему сказок про «новые принципы» - он не поверит. И посчитает всё так, как есть на самом деле. И покажет, что Ga и ДН ЕН «антенны» в точности совпадают с теми же параметрами у диполя аналогичных размеров. Глупостями подобными вышеприведенным в описаниях ЕН «антенн» можно заполнить не одну страницу. Верю, что читатели меня простят, если делать это я не буду. И так уже ясно, что именно перед нами. Наиболее распространено описание ЕН «антенны» в виде вертикального диполя из двух полых цилиндров длиной по 0,5..1%l каждый. Питание подается между цилиндрами, конструктивно провода питания проходят внутри нижнего цилиндра а согласующее устройство располагается внизу под нижним цилиндром. Очевидно, что данная конструкция не стыкуется даже с описанием принципов ЕН «антенны». Например, два цилиндра из фольги расположенные торцами друг к другу имёют очень малую ёмкость (днищ у цилиндров нет, поэтому емкость образуется лишь между двумя тоненькими кольцами), поэтому ни о каком заметном токе смещения между цилиндрами и, соответственно, источнике Н поля речи быть не может. СУ обычно даётся сложное, но, присмотревшись к схеме, всегда можно увидеть удлиняющие катушки, включенные последовательно половинкам диполя. А как вы иначе настроите короткий диполь? Запутанность схемы CУ вызывает улыбку своей наивной одержимостью сделать невозможное (ток и напряжение на конденсаторе синфазными). Конечно, ничего из этого выйти не может, но для неспециалистов схема выглядит солидно - убеждающее. По сути же – схемы СУ для ЕН (и CFA) это техническое шаманство. Нечто вроде патентованного прибора для вызывания духов. Что забавно – большинство, пытавшихся сделать и настроить ЕН «антенну» после множества мучений с настройкой сложного СУ с удивлением убеждаются, что обычная последовательная катушка (в некоторых случаях – с дополнительной обмоткой связи - для согласования) обеспечивает точно такую же работу ЕН «антенны». И снова сторонники чудесно-маленьких антенн воскликнут: «Значит, всё же она излучает!». Конечно, излучает. Вопрос в том как? Здесь надо разграничить два случая: 1. Питающий кабель снабжен устройством подавления синфазных токов (см. параграф 3.6.4), хотя бы простейшим развязывающим дросселем, и оплётка кабеля ничего не излучает. В этом случае все характеристики ЕН «антенны» в точности равны характеристикам диполя аналогичных размеров, с катушкой в точке питания (см. параграф 3.7.2). То есть при размерах 1%l, даже при толстых плечах диполя КПД исчисляется единицами процентов, а Ga более чем на 10 dB уступает полноразмерным антеннам. О какой-либо эффективности говорить в данном случае не приходится. 2. На питающем кабеле нет устройств подавления синфазного тока. Случай самый частый – до такой мелочи, как подавление излучения оплётки, создатели «новых теорий» обычно не снисходят. Что мы имеем в этом случае? К длинному питающему коаксиальному кабелю подключены на конце пара коротких и толстых цилиндров. Причём, цилиндр, который подключен к центральной жиле – через удлиняющую катушку. Узнаёте? Взгляните на рис. 3.7.20 – отличие лишь в том, что в ЕН «антенне» к оплётке кабеля подключен второй маленький цилиндр. Но, будучи включен параллельно длинному полноразмерному излучателю (наружной стороне оплётки кабеля), второй цилиндрик никакого влияния не окажет. В этом случае ЕН «антенна» будет работать как микровертикал. А последний (как показано в параграфе 3.7.8.3) при соблюдении ряда условий может быть весьма эффективен. Итак, ЕН «антенна» при наличии на кабеле устройства подавления синфазного тока IC работает как короткий диполь с очень низким Ga. Если же на питающем кабеле нет устройства подавления тока IC , то антенна работает как микровертикал (точнее говоря – антенна верхнего питания). Цилиндрик, присоединенный к оплётке кабеля в этом случае не нужен вовсе.
KC1XX ANTENNAS: 160 meters has 3 full-size quarterwave vertical elements 80 meters has 6 elements on 4 booms 40 meters has 6 elements on 2 booms 20 meters has 39 elements on 8 booms 15 meters has 54 elements on 12 booms 10 meters has 73 elements on 16 booms И не догадались "бедные", на 160, вместо 40 метровых вертикалов использовать 5-ти метровые "EH-антенны", ведь они всего лишь "чуть хуже" или "такие же, как полноразмерные" !!! Ну-у-у, т-у-у-п-ы-ы-е !!!!!!! ;-)))
The W3LPL antennas farm: 160 Meters - 4 square vertical array (Comtech switch box) - sloping half wave dipole for the south - Ground plane vertical for the west 80 Meters - Four 2 element horizontally polarized quads (tops at 50 meters) for the NE, South, SW and West 40 Meters - Two stacked full size 3 element Yagis (both fully rotatable) on 15 meter booms at 30 and 60 meters 30 Meters - 3 element full sized Yagi on a 10 meter boom at 35 meters 20 Meters - 5 element Yagi on a 15 meter boom at 60 meters - Two stacked 5 element Yagis (both fully rotatable) on 15 meter booms at 15 and 30 meters - Two stacked 5 element Yagis (fixed on Europe) on 15 meter booms at 15 and 30 meters 17 Meters - 5 element Yagi on a 12 meter boom at 40 meters 15 Meters - 6 element Yagi on a 15 meter boom at 60 meters - Three stacked 6 element Yagis on 15 meter booms on a rotating tower at 15, 30 and 45 meters with a WX0B Stackmatch to select any combination - Two stacked 6 element Yagis (fixed on Europe) on 15 meter booms at 15 and 30 meters 12 Meters - 5 element Yagi on a 10 meter boom at 25 meters 10 Meters - 7 element Yagi on a 15 meter boom at 60 meters - 6 element Yagi on a 10 meter boom at 22 meters - Two stacked 6 element Yagis (fixed on Europe) on 10 meter booms at 10 and 20 meters - 5 element Yagi fixed south on an 8 meter boom at 15 meters Beverage receiving antennas Ten Beverage antennas are located 300 meters south-east of the transmitting antennas. - Pair of phased 177 meter Beverages to 45 degrees - 177 meter Beverage to 10 degrees - 177 meter Beverage to 45 degrees - 134 meter Beverage to 45 degrees - 67 meter Beverage to 45 degrees - 177 meter Beverage to 90 degrees - 177 meter Beverage to 165 degrees - 177 meter Beverage to 225 degrees - 177 meter Beverage to 270 degrees - 177 meter Beverage to 330 degrees
Вау, Alex ! Какой слоган !! Вежливо начал и так хамски закончил.... Ну да ладно, пусть я буду "молодой", тогда, видимо, хамство вызвано старостью ? Улюлюканье ??? Вы видимо "не читали, но осуждаете" ??? Сделайте милость прочитать здесь посты... Я и не говорил, что антенна не имеет право на существование, обычный минивертикал, не более. Всё отстальное относилось к мистификатору !! У меня и у других экспериментаторов, например N1GX, получилось не "чуть", а хуже, как и должно быть. Назовите время и диапазон, где вы проводите эксперименты, я послушаю. Как представлю, что W3LPL меняют свои вертикалы на 160 и делают 4 square vertical array из "EH-антенн", то падаю от хохота... А по-вашему - должно классно работать, ведь "чуть хуже"... ;-)))))))))))))))))))))))))