Автор Тема: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения  (Прочитано 60213 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн R3GR

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 180
  • Репутация: +27/-29
  • QRA: KO92to
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #165 : 03 Января 2020, 14:02:25 »
Всех с Новым Годом!
Коротко возвращаюсь к теме кабельного коллинеара, но уже чисто в практической плоскости.
Для начала вынужден сообщить, что обещанного сравнения с другими типами антенн не получилось чисто из-за того, что отсутствуют необходимые условия. При тех возможностях, которые есть, получить более-менее объективные цифровые значения или сравнительные графики не удалось.
Есть установившееся мое субъективное мнение сформировавшееся в результате экспериментов и  практической эксплуатации нескольких кабельных вертикальных антенн.
Несколько лет эксплуатируется четырехэлементная антенна на фиксированную частоту авиационного диапазона.
Её использование позволило снизить выходную мощность передатчика с 5 Вт. до 200 мВт. При этом дальность даже увеличилась приблизительно в два раза в сравнении применяемой ранее антенной типа GP и мощности передатчика 5 Вт. Данный результат меня лично удовлетворяет и очень даже радует, т.к. при отсутствии централизованного электропитания автомобильного аккумулятора далеко не первой свежести хватает на несколько месяцев.

Теперь некоторые общие выводы.
1.Антенна хорошо работает только тогда, когда фидерная линия не излучает. Все способы согласования при помощи прямого подключения фидера не дают возможности получить высокий результат развязки фидера с антенной. Наилучшим вариантом является использование индуктивной связи катушек резонансного трансформатора в месте подключения антенны к фидеру. Данный способ был мной описан. Но у этого типа согласования имеется существенный недостаток, - узкополосность. Поэтому антенна с таким согласованием хорошо будет работать в репитерном варианте и плохо, когда радиостанция должна перестраиваться по диапазону.
2.Для антенны желательно применять кабель со вспененным диэлектриком с коэффициентом укорочения не менее 0,8. В этом случае количество элементов можно доводить до 6 - 7 без заметных потерь усиления в сравнении с классическим коллинеаром такой же длины.
3. Волновое сопротивление отрезков кабеля полотна антенны на её работу совершенно не влияет.
4. Характеристики антенны черезвычайно устойчивы во времени, чего не скажешь о классических коллениарных антеннах.
5. Полотно антенны лучше располагать внутри стеклопластиковой трубы. Полипропиленовые и полиэтиленовые трубы категорически не подходят. 
6. Преимущество кабельной коллинеарной антенны перед классической коллинеарной заключается в возможности повышения усиления путем простого наращивания количества элементов. Т.е. возможное некоторое снижение усиления легко компенсируется наращиванием длины полотна.
7. Проверено: увеличение количества элементов более 10 (диапазон 70 см.) заметного увеличения усиления не дало.
8. Число элементов может быть как четное и как нечетное. На работу антенны это никак не влияет.
9. Замыкание верхнего конца верхнего элемента несколько искажает диаграмму направленности антенны, но незначительно. В целях защиты от грозовых разрядов
можно перемкнуть. Перемыкание удобно также для проверки в процессе эксплуатации целостности полотна без демонтажа антенны. 
Виктор, ex RA3GG

Оффлайн ra6foo

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2176
  • Репутация: +1056/-1069
  • Владимир Пятигорск
    • Антенны УКВ
  • QRA: LN14LB
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #166 : 03 Января 2020, 15:55:12 »
Для начала вынужден сообщить, что обещанного сравнения с другими типами антенн не получилось чисто из-за того, что отсутствуют необходимые условия.
Всё познается в сравнении.
Жаль, что за 4 года вы так и не смогли уделить время для этого.


http://ra6foo.qrz.ru     https://ra6foo.narod.ru   ra6foo@yandex.ru

Оффлайн R3GR

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 180
  • Репутация: +27/-29
  • QRA: KO92to
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #167 : 03 Января 2020, 20:00:11 »
Я не писал, что у меня за это время не было попыток. Задача стояла сравнить с 3-х элементной Ягой и с аналогичным по длине коллинеаром обычного типа.
Всё это делалось на льду водохранилища. Т.е. была подстилающая поверхность в виде воды подо льдом, и, соответственно лёд. Все эксперименты проводились при горизонтальном расположении антенн.
Оказалось, что с Ягой сравнивать было просто не корректно. Если инерференционная картинка от кабельного коллинеара имела глубокие провалы и всплески, а Яга давала более-менее ровную диаграмму. При этом уровень напряженности на максимумах "всплесков" коллинеара значительно превосходил напряженность поля от Яги.
В разы.
Пробовал ложить на лёд для компенсации переотражений, что бы высота подвеса составляла 0,25 лямбды, но всё расстраивалось до такой степени, что сравнивать было просто невозможно, а интеференционная картинка изменялась незначительно. Нужны были две вышки,причем одна подвижная.
После этого на замеры забил.
Но сравнивал с 5/8 и 2-х элементным коллинеаром из петлевых вибраторов. Эти обе антенны работали заметно хуже, чем 4-х элементный кабельный коллинеар.

Причем заметил интересный эффект. Сама антенна была рассчитана на частоту в районе 125 МГц. её размер не менялся. Согласующее устройство перестраивалось в пределах от 100 до 150 МГц. Наибольшее усиление получилось на частоте 110 МГц.  На частоте 150 МГц потеря составила не более 3 дб.
К укор. кабеля тщательно промерял. Здесь ошибки точно нет. Видимо на фазировку элементов влиял какой-то неучтенный мной фактор. Возможно стеклопластиковая труба (удочка), хотя предварительная проверка никакого влияния стеклопластика на антенну не показала.

Ещё один вывод.
Относительно короткие антенны 3-6 элементов работают ничуть не хуже чем классический коллинеар. Только сравнивать нужно не по числу элементов а по длине.
так двухэлементный классический коллинеар имеет оптимальную длину: первый вибратор 0,5 лямбды; промежуток 0,5 лямбды; второй вибратор также 0,5 лямбды.
Итого:1,5 лямбды.
Кабельный коллинеар при Кукор. кабеля =0,8 аналогичной длины должен иметь 4 элемента. По другому не получается. Но усиление у него чуть выше.

При значительном увеличении числа элементов (более десяти) происходит расфазировка элементов. Бублик диаграммы более не сужается и как-будто начинает раздваиваться. Но здесь есть поле для дальнейших экспериментов. Длинную антенну можно попробовать погонять по частоте. Эта мысль пришла мне позже, когда всё уже разобрал.
Кроме этого непонятно как будет себя вести длинная антенна в реальных условиях проведения связей.
Виктор, ex RA3GG

Оффлайн ra6foo

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2176
  • Репутация: +1056/-1069
  • Владимир Пятигорск
    • Антенны УКВ
  • QRA: LN14LB
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #168 : 03 Января 2020, 22:13:55 »
После этого на замеры забил.
Естественно, так как вы описали, это не измерения.

Поищите в инете. Весь список ниже оттуда был скачан.
Расчет и измерение характеристик устройств СВЧ и антенн Мительман 2016.djvu
Методы измерения характеристик антенн СВЧ Цейтлин 1985.djvu
Методы измерения хараутеристик АФУ Сосунов 1990.djvu
Методика измерения характеристик и парам. антенн .pdf
Измерения и испытания  р. л. антенн Бекетов Харченко 1971.djvu
Базовые методы измерения антенн Николова 2004.pdf

И насчет ваших способов блокировки тока по кабелю,
в одной точке его блокировать в вашем случае бесполезно, а иногда и вредно.

к сообщению ниже:
Сергей у вас слишком искажённые представления об этом.
« Последнее редактирование: 03 Января 2020, 22:31:08 от ra6foo »
http://ra6foo.qrz.ru     https://ra6foo.narod.ru   ra6foo@yandex.ru

Оффлайн R3RW-Сергей

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3301
  • Репутация: +885/-97
  • QRA: LO03NG
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #169 : 03 Января 2020, 22:15:08 »
непонятно как будет себя вести длинная антенна
Она из-за накапливающихся погрешностей в размерах  возможно превратится в АБВ.
Просто растянуть в сторону корреспондента.
ex- UA3RBO exx-UA9CTE КВ променял на УКВ

Оффлайн UR5NAN.

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 6
  • Репутация: +0/-0
  • Подпись находится в стадии разработки
  • QRA: KN49FF
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #170 : 03 Января 2020, 23:53:36 »
Лет так 20 назад эксплуатировался  у нас в городе фирменный колинеар на частоты 450-470 МГц состоящий из 18 полуволновых отрезков кабеля и двух четверть волновых (один внизу, другой вверху) плюс 1\4 пруток вверху. По отзывам работала антенна хорошо. По расчётам выходит К укор. того кабеля около 0,8. Я пробовал когда то настроить подобный колинеар из 5-ти 1\2 отрезков применяя различные способы запитки. Вроде бы строится, но смущало одно: пользуясь "правилом любой руки" выяснил, что распределение тока вдоль полотна неравномерное и почему то максимумы и минимумы через одно колено. Из за этого такую антенну так и не сделал...

Оффлайн ra6foo

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2176
  • Репутация: +1056/-1069
  • Владимир Пятигорск
    • Антенны УКВ
  • QRA: LN14LB
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #171 : 04 Января 2020, 01:05:33 »
Я пробовал когда то настроить подобный колинеар из 5-ти 1\2 отрезков применяя различные способы запитки. Вроде бы строится, но смущало одно: пользуясь "правилом любой руки" выяснил, что распределение тока вдоль полотна неравномерное и почему то максимумы и минимумы через одно колено.
Это чередование макс и минимумов наблюдается и в расчете модели MMANA у такой же 5х0.5 л.
Возможно из за этого страдают её ДН и усиление.
Максимум ДН (2.3 дБ усиления) смотрит вниз под 60 гр к горизонту.
Вдоль горизонта усиление около 0 дБ
« Последнее редактирование: 04 Января 2020, 01:22:18 от ra6foo »
http://ra6foo.qrz.ru     https://ra6foo.narod.ru   ra6foo@yandex.ru

Оффлайн R3GR

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 180
  • Репутация: +27/-29
  • QRA: KO92to
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #172 : 04 Января 2020, 15:50:49 »
Можно представить чисто теоретически, что мы отбросили фидер, и антенну запитали от микропередатчика пренебрежимо малого размера, расположенного в самой антенне. Тогда куда будет косить диаграмма?
Антенна работает в режиме стоячих волн, поэтому будут заметные потери на поляризацию диэлектрика и на нагрев проводников. Эти сопротивления потерь носят чисто активный характер и на форму диаграммы не повлияют.
Стоячие волны возникают только при наличии отраженного (встречного) сигнала внутри полотна антенны. При некотором приближении можно считать, что стоячие волны формируются при взаимодействии прямого сигнала и отражения первого прядка, хотя на самом деле это не совсем правильно. Сдвиги фаз пиков сформировавшейся стоячей волны на протяжении полотна антенны все одинаковые. Почему должна косить диаграмма?
Ответ элементарно простой: - диаграмма начинает косить, когда к ней подключен фидер который сам излучает. Возникает результирующая, которая портит диаграмму.
И ещё. Проходя по полотну простейшим индикатором напряженности поля мы щупаем электрическую составляющую радиоволны. А есть ещё магнитная составляющая, которую мы не учитываем. Магнитная составляющая распределяется по полотну совсем не так как электрическая, и её вектор развернут на 90 градусов.
Скажу точно: таким способом производить проверку антенны дело более чем неблагодарное. Замеры нужно производить на значительном удалении от антенны, когда выравниваются (восстанавливаются) соотношения поляризованных составляющих радиоволны и появляется некая результирующая излучения (общая диаграмма) всех отрезков антенны.

 
 

Виктор, ex RA3GG

Оффлайн UR5NAN.

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 6
  • Репутация: +0/-0
  • Подпись находится в стадии разработки
  • QRA: KN49FF
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #173 : 04 Января 2020, 17:47:29 »
Хотелось бы увидеть модель коаксиальной антенны в МАМАНе. Я не знаю как в ней  изобразить коаксиальный кабель. Нарисовать ц. проводник, а вокруг него несколько проводов имитирующих оплётку?77
« Последнее редактирование: 04 Января 2020, 18:37:41 от UR5NAN. »

Оффлайн R3GR

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 180
  • Репутация: +27/-29
  • QRA: KO92to
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #174 : 04 Января 2020, 18:16:50 »
Нужно смотреть распределение и напряжений и токов.
Кроме этого, если держать индикатор в руке а щупом проводить по кабелю, нужно не забывать, что Вы сами находитесь в поле антенны. Т.е. если индикатор показывает мало, это не значит, что элемент слабо излучает. Просто Вы (корпус индикатора) находитесь в синфазном поле.
Это бесполезное занятие.
 
Виктор, ex RA3GG

Оффлайн UR5NAN.

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 6
  • Репутация: +0/-0
  • Подпись находится в стадии разработки
  • QRA: KN49FF
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #175 : 04 Января 2020, 18:43:34 »
Но ведь в коаксиальной антенне все 1\2 отрезки должны работать синфазно, а почему то это не так...

Оффлайн UR5NAN.

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 6
  • Репутация: +0/-0
  • Подпись находится в стадии разработки
  • QRA: KN49FF
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #176 : 04 Января 2020, 18:56:58 »
Вот прибор для фазировки коллинеаров  http://news.cqham.ru/articles/detail.phtml?id=1213

Оффлайн UA9FAD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 9838
  • Репутация: +1774/-116
  • QRA: LO88AA
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #177 : 04 Января 2020, 19:36:26 »
http://news.cqham.ru/articles/detail.phtml?id=1213

Или  вот
Victor Виктор

Оффлайн ra6foo

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2176
  • Репутация: +1056/-1069
  • Владимир Пятигорск
    • Антенны УКВ
  • QRA: LN14LB
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #178 : 04 Января 2020, 21:51:57 »
Хотелось бы увидеть модель коаксиальной антенны в МАМАНе.
В обычной программе будет показано лишь 512 проводов из 2500

Я не знаю как в ней  изобразить коаксиальный кабель. Нарисовать ц. проводник, а вокруг него несколько проводов имитирующих оплётку?77
Как и в FEKO или HFSS, экран как сетку с ячейками меньше 0,01 лямбда
« Последнее редактирование: 04 Января 2020, 21:55:46 от ra6foo »
http://ra6foo.qrz.ru     https://ra6foo.narod.ru   ra6foo@yandex.ru

Оффлайн UR5NAN.

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 6
  • Репутация: +0/-0
  • Подпись находится в стадии разработки
  • QRA: KN49FF
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #179 : 04 Января 2020, 23:48:16 »
Понятно... Нельзя сказать что это просто. И времени нужно немало...