Автор Тема: Может кому интересно узнать чуть больше об антеннах.  (Прочитано 10916 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн RAØZHM

  • 144.325/435.325 Репа
  • Ветеран
  • *****
  • Пол: Мужской
  • Связь - либо она есть, либо её нет.
    • Форум Камчатских радиолюбителей
  • QTH: QO92
Меня интересует настройка по КСВ, именно на двухдиапазонные антенны - 144 и 430 МГц.
К примеру, берем двухдиапазонные антенны: "DIAMOND SG-7200, SG-7500, SG-7900", NAGOYA, SUPER  и т.д., ставим ее на магнит и получаем КСВ 1.1. Тут же, переставляем ее на жесткое крепление,
которое стоит на багажнике авто (соединение с корпусом 100%), делаем замер, получаем 1.3-1.5.
Опыты делали много раз и с разными антеннами, на разных машинах, но показания у всех разные! Там, где на магните КСВ 1.1, то на жестком креплении КСВ 1.3-1.5 и соответственно наоборот.

Но, при замерах, через эталонную нагрузку - 50 Ом, КСВ в обоих случаях 1.1-1.2. (магнит, жесткое крепление на авто).
В чем причина? Почему такая разница в показаниях? Получается, что в каждом конкретном случае, установку и настройку антенны, надо производить индивидуально?
Влияет ли длинна кабеля, для антенн на жестком основании и магните?





Оффлайн UA0SNM-V

  • Пользователь
  • **
КСВ-1, - это отношение напряжения к току в точке питания. И оно будет всегда единица, если это отношение будет соответствовать равенству входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением линии передачи. (кабелю)

Это конечно Вам известно и должно быть известно, что входное сопротивление антенны меняется по разным причинам. Если одна и та же антенна (даже) на КВ диапазоне изменит это сопротивление, если менять её высоту. То на ВЧ - диапазонах тем более при малейшем изменении её нахождения от простирающей поверхности изменит это сопротивление.

Даже при изменении подводимой мощности будет меняться КСВ. Не потому, что изменение мощности меняет входное сопротивление антенны, а потому, что отношение напряжения к току в точке питания будет уточняться.

Например при расхождении таком: кабель 50 Ом, а антенна 49 или 51 Ом, то при мощности в 100Вт, будет КСВ-1, а при мощности в 5кВт, будет КСВ-1,3 или даже больше.  Но вот если кабель 50 Ом и антенна 50 Ом, то при любой мощности будет КСВ-1.

Так как отношение напряжения к току может быть 2 к 4, 2 к 6, 2 к8 и так далее, это отношение и порождает нужное волновое сопротивления антенны.  Если сменили крепление то свойства антенны с корпусом машины изменит её волновое сопротивление.

Просто нужно иметь прибор, который в данном случае измерит её входное сопротивление.  Например, имея АЧХ метр Х1-7 может мерить сопротивление в диапазоне до 220МГц. Но есть современные приборы АА-330, которым Вы можете легко увидеть, какое в данном случае сопротивление антенны и тут же его подстроить до 50 Ом. и если кабель тоже 50 Ом, то КСВ будет 1.

Длина кабеля имеет значение на ВЧ диапазоне и особенно если диаметр этого кабеля меняется от антенны до трансивера.

Например: я настроил антенну (три квадрата) 50 Ом на частоте 144МГц, то перейдя на 145,500 КСВ будет уже 1,5-2. Для этого я к спускаемому кабелю (диаметром в 10мм длинной в 18м) подключаю кусок кабеля в 75 Ом и толщиной 6мм длинной 120 см, после чего слежу за КСВ и укорачиваю этот кусок и примерно при длине 108см КСВ на частоте в 145,500 равно единицы. И такое КСВ только на участке в 500кГц. Ниже и выше КСВ начинает расти.

Но можно не менять питающий кабель, а пододвинуть или отодвинуть рефлектор или директор от вибратора. Но при одно-элементной антенне нужно просто изменить её входное сопротивление. В Вашем случае путем крепежа.

Думаю, что объяснил понятно (мне так кажется). Просто при смене крепления, входное сопротивление антенны изменяется и поэтому и меняется КСВ.  Любую антенну можно согласовать до КСВ-1, просто нужно знать её настоящее сопротивление, а способов изменить её сопротивление или добавить СУ, много. В каждом случае своё решение.

Потом могу подробней рассказать и об этом.

Оффлайн ua9cdj

  • Новичок
  • *
  Пока  не  могу  дискутировать, уехал  в деревоньку  крыть  крышу,  не  успели  сделать,  снегу  навалило,  машины  откапываем.  Приеду  -возобновим,  и, прошу  подумать  о  EN    антеннах. 
  SERGE.

Оффлайн UA0SNM-V

  • Пользователь
  • **
С удовольствием поговорю об ЕН- антенне, но в ключе теоретическом, а не практическом её изготовлении. О ней ходят большие мифы и не могу понять, почему они запущенны именно с этой антенной.

Оффлайн RAØZHM

  • 144.325/435.325 Репа
  • Ветеран
  • *****
  • Пол: Мужской
  • Связь - либо она есть, либо её нет.
    • Форум Камчатских радиолюбителей
  • QTH: QO92
Хороший пример, установки мачты и антенны на дачном участке.

Установка мачты и антенны - Часть 1

Установка мачты и антенны - Часть 2
« Последнее редактирование: 22 Апрель 2016, 10:21:45 от RAØZHM »

Оффлайн RAØZHX

  • Модераторы
  • Ветеран
  • *****
  • Пол: Мужской
  • War... War never change...
  • QTH: QO93
Перенеси в ссылки

Оффлайн RAØZHM

  • 144.325/435.325 Репа
  • Ветеран
  • *****
  • Пол: Мужской
  • Связь - либо она есть, либо её нет.
    • Форум Камчатских радиолюбителей
  • QTH: QO92
 :-\ :-\ :-\ :-\ :-\ Еще раз? Куда?

Оффлайн UA0SNM-V

  • Пользователь
  • **
Такая гибридная антенна, горизонтальный диполь и квадрат не будет иметь заявленное усиление, тем более, что квадрат расположен острым углом в Землю. Если его расположить основанием горизонтально Земле, то и тут усиление будет не дольше чем 2,5-3дб.

А в этом случае квадрат и диполь разносятся по поляризации не менее чем на 25дб. И поэтому плохо взаимодействуют друг с другом. Сама антенна диполь (ЯГА) и рамочная антенна, работают несколько отлично друг от друга и поэтому их комбинация немного отлична от комбинации двух элементов ЯГИ или квадратов.

Применяют один диполь вибратор и два диполя, как рефлектор, расположенных друг над другом, и это не даёт прибавления к усилению, а лишь изменяет входное сопротивление антенны.


Оффлайн RAØZHM

  • 144.325/435.325 Репа
  • Ветеран
  • *****
  • Пол: Мужской
  • Связь - либо она есть, либо её нет.
    • Форум Камчатских радиолюбителей
  • QTH: QO92
Для тех, кто собирается устанавливать антенны, на крыше...

Высота установки УКВ антенны над крышей

Наверное каждому радиолюбителю при установки антенны приходилось выбирать высоту мачты. Конечно, совершенно очевидно, что чем выше мачта - тем лучше. Но высокая мачта - это дополнительные материалы, оттяжки и трудности в установке. Если антенна устанавливается на крыше достаточно высокого дома, то замена, например, мачты высотой 5 м. на мачту высотой 10 м. лишь незначительно изменит общую высоту. Действительно, если высота дома например 30 м., то в первом случае высота антенны над землей будет 35 м. а во втором - 40 м. Разница в общей высоте небольшая, в то время как затраты материалов и сил во втором случае намного больше.

В то же время сделать совсем низкую мачту даже на высоком доме нельзя так как отражение волн от крыши "загнет лепесток" диаграммы вверх и эффективность антенны упадет. Как рационально выбрать высоту мачты УКВ антенны при установке ее на достаточно высоком доме? Задумавшись над этим вопросом автор провел некоторое теоретическое исследование, изложению результатов которого посвящена данная заметка.

Сразу хотелось бы сделать следующие замечания.

1. Все что здесь изложено относится к случаю, когда высоты и размеры дома значительно больше длины волны. Поэтому к КВ антеннам изложенное ниже отношения не имеет.

2. Рассматривался случай, когда ширина диаграммы направленности антенны такая, что крыша дома "попадает в лепесток". Даже при направленных УКВ антеннах, обычно применяемых радиолюбителями, и сравнительно небольших высотах мачты это обычно выполняется.

3. Автор не счел нужным излагать достаточно сложную математику и ограничился лишь результатами. Профессиональных радио физиков среди радио-любителей немного, а остальным способ получения результата неинтересен.


Определим обозначения (см. рис.1а, вложение). Пусть H - высота дома, h - высота мачты на которой установлена антенна. Общая высота антенны над землей естественно равна H + h. D - расстояние от места установки мачты до края крыши в направлении на корреспондента (крыша считается плоской), l - длина волны. Все размеры, в том числе длина волны, должны быть в одних единицах, например в метрах.

Влияние крыши дома на работу антенны будем характеризовать величиной F, которая называется дифракционным множителем и показывает на сколько напряжение на входе приемника корреспондента меньше по сравнению с случаем, когда антенна установлена на мачте высотой H + h, стоящей прямо на земле (рис.1а и рис. 1б). Например если F=0.5, то за счет влияния крыши напряжение на входе приемника корреспондента упадет в два раза и для получения сигнала, такого же как в случае рис.1б придется увеличить мощность передатчика в четыре раза (мощность пропорциональна квадрату напряжения).

Совершенно ясно, что если при какой-то высоте мачты получится, что дифракционный множитель F близок к единице, то дальнейшее увеличение высоты мачты лишь незначительно увеличит качество связи лишь за счет увеличения общей высоты антенны над землей. Если же F существенно меньше единицы, то влияние крыши дома сильное и фактически эффективной высотой антенны является не общая высота над землей а высота антенны над крышей. Таким образом, для рационального выбора высоты мачты необходимо знать, как меняется дифракционный множитель F при изменении высоты мачты h.

Качественно график зависимости F от h показан на (рис.2 вложение) сплошной линией. Эта зависимость описывается весьма сложными формулами, но к счастью, для практических целей ее вполне можно приближенно заменить простой зависимостью, показанной на том же графике пунктирной линией. Тогда все весьма просто: при высотах мачты меньше чем некоторая критическая высота hкр (формулу для hкр см. ниже) дифракционный множитель, а следовательно и напряженность поля в точке приема, пропорционален высоте мачты h, а при высоте мачты больше чем hкр дифракционный множитель равен единице и, следовательно влияние крыши отсутствует.

Таким образом практическая рекомендация весьма проста - надо выбирать высоту мачты больше чем hкр (лучше с некоторым запасом).
Осталось записать формулу для расчета hкр. Для дифракционного множителя при малых высотах мачты автором получена формула:

F = (2 * h) / SQRT(l * D)

Здесь звездочкой обозначено умножение а SQRT обозначает квадратный корень от выражения в скобках. При высоте равной критической дифракционный множитель по этой формуле должен быть равен единице. Отсюда легко получить формулу для определения hкр:

hкр = SQRT(l * D) / 2

Обратим внимание, что критическая высота зависит от расстояния от места установки антенны до края крыши D в направлении на корреспондента. Поскольку радиолюбителя как правило интересует работа в самых различных направлениях, надо выбирать самый худший случай - самое большое значение D.

Ну и наконец приведем пример расчета. Пусть длина дома составляет 100 метров, антенна расположена посередине, тогда самое большое значение D это 50 метров. Расчет сделаем для длины волны l = 2 метра. Перемножая 50 на 2 получим 100 (это l * D) извлекаем квадратный корень из 100, получаем 10 (это SQRT(l * d) ), делим 10 на 2 и получаем критическую высоту мачты 5 метров. Таким образом в этом случае мачта должна быть по крайней мере 5 метров. Делать существенно большую высоту имеет смысл только с целью увеличения общей высоты антенны над землей, но тогда мачта должна быть сравнима с высотой дома (иначе общая высота изменится незначительно). Делать мачту меньшей высоты - это потерять в силе сигнала за счет отражения волн от крыши.

Автору хотелось бы надеяться, что данная заметка поможет коллегам - радиолюбителям более осмысленно подходить к выбору высоты мачты УКВ антенн. Также автор был бы рад получить отклики на его скромное исследование по E-mail ra9mb@qsl.net или по почте 644076,г.Омск-76 а/я 2008,А.С.Юрков.
http://ra1ohx.ru/publ/antenny_ukv/vysota_ustanovki_ukv_antenny_nad_kryshej/8-1-0-720
А.С.Юрков ( RA9MB )
« Последнее редактирование: 24 Март 2017, 20:48:55 от RAØZHM »