Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Антенна Харченко
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Rf & Microwave Design
Страницы: 1, 2
aanbor
Добрый день всем.
Понадобилось изготовить антенну на 150 МГц в настенном варианте, решил попробовать пока антенну Харченко без отражателя. С помощью двух реек и медного провода диаметром 1,5мм сделал пробный экземпляр, сторона квадрата 500мм, результат виден на приложенных рисунках. Рамка антенны оказалась чуть меньше размером, частота резонанса получилась больше 150 МГц при КСВ около 2 и сопротивлении 30 Ом. Что удивило, на частоте в районе 300 МГц наблюдается еще резонанс, причем такое впечатление, что это и есть настоящая расчетная частота, параметры просто идеальны - КСВ=1, R=50 Ом. Как ни бился, менял положение антенны, высоту расположения, точку запитки, но на 150 МГц улучшить антенну не удалось, все равно на 300 МГц работает лучше. Как же мне настроить антенну? И откуда такой четкий резонанс на 300 МГц?





DASM
А где у Вас балун или подобное? И каким прибором Вы измеряете КСВ близкое к 1?
uve
Цитата(aanbor @ Aug 16 2017, 16:48) *
Добрый день всем.
Понадобилось изготовить антенну на 150 МГц в настенном варианте, решил попробовать пока антенну Харченко без отражателя. С помощью двух реек и медного провода диаметром 1,5мм сделал пробный экземпляр, сторона квадрата 500мм, результат виден на приложенных рисунках. Рамка антенны оказалась чуть меньше размером, частота резонанса получилась больше 150 МГц при КСВ около 2 и сопротивлении 30 Ом. Что удивило, на частоте в районе 300 МГц наблюдается еще резонанс, причем такое впечатление, что это и есть настоящая расчетная частота, параметры просто идеальны - КСВ=1, R=50 Ом. Как ни бился, менял положение антенны, высоту расположения, точку запитки, но на 150 МГц улучшить антенну не удалось, все равно на 300 МГц работает лучше. Как же мне настроить антенну? И откуда такой четкий резонанс на 300 МГц?

Теория антенн восходит к теории длинных линий, в которых через определённые кратные долям лямбда отрезки длин процессы резонансов повторяются. Так что удивляться не чему. Кроме того длины сторон ЗИГА нужно определять не по геометрической длине, а по электрической, которая зависит от многих факторов. Кабель питания нужно было отводить от антенны в точке нулевого потенциала, чтобы минимизровать ВЧ токи на оплётке кабеля. А в таком виде, как на фото, у Вас гибрид из ЗИГА и антенны Бевереджа. Кроме Ксв Вы должны обеспечить заданную диаграмму направленности, проверьте это. Тогда у Вас отпадут иллюзии о хорошей работе антенны на 300 МГц.
DASM
Кстати да, у резистора 50 Ом ксв = 1
Sokrat
Цитата(DASM @ Aug 16 2017, 19:03) *
Кстати да, у резистора 50 Ом ксв = 1

Спорное утверждение. Какой резистор? На какой частоте? Как измеряется? И т.д. и т.п. Ничего идеального в радиотехнике не существует!!!
Hale
Цитата(uve @ Aug 16 2017, 18:26) *
Кабель питания нужно было отводить от антенны в точке нулевого потенциала, чтобы минимизровать ВЧ токи на оплётке кабеля.

А можно уточнить? Меня учили что как раз токи оплетки между полуволной и точкой запитки на "прикрученном" участке и есть особенность подключения антенны Харченко, и прикручивать надо плотнее, а кабель поэтому брать получше.
Нулевой потенциал, это вроде вблизи точки запитки - максимальный то по углам, там и закрепляется оплетка.
Кстати, у автора кабель в дальнем углу не закреплен - в этом видимо и проблема.

Цитата(DASM @ Aug 16 2017, 17:46) *
А где у Вас балун или подобное? И каким прибором Вы измеряете КСВ близкое к 1?

заместо балуна участок кабеля прикрученный к полуволновому участку антенны. а на фото прикручено только к четвертьволне - вот эффект балуна и не получился.
DASM
Цитата(Sokrat @ Aug 16 2017, 21:32) *
Спорное утверждение. Какой резистор? На какой частоте? Как измеряется? И т.д. и т.п. Ничего идеального в радиотехнике не существует!!!

Ну у автора же получился ксв 1 на 300 МГц sm.gif
uve
Цитата(Hale @ Aug 17 2017, 03:52) *
А можно уточнить?
Нулевой потенциал, это вроде вблизи точки запитки - максимальный то по углам, там и закрепляется оплетка.


Нет, нулевые потенциалы у антенны Харченко в углах противоположных запитке. На скрине видно, где эл. поле минимально:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
aanbor
В общем сделал я еще одну антенну, на этот раз из полосок жести 25мм толщиной 0,8мм. Размеры рамки те же, кабель подсоединил другой, более длинный, графики КСВ и Z ниже. Видно, что принципиально ничего не изменилось, разве что КСВ на 150МГц чуть-чуть получше стал.
Заведение кабеля через точку нулевого потенциала ничего не меняет.
2 DASM: Измерение провожу RigExpert AA-1000. Балун в данной антенне не нужен.




uve
Цитата(aanbor @ Aug 17 2017, 11:08) *
кабель подсоединил другой, более длинный, графики КСВ и Z ниже. Видно, что принципиально ничего не изменилось, разве что КСВ на 150МГц чуть-чуть получше стал.
Заведение кабеля через точку нулевого потенциала ничего не меняет.


Думаю, изменилось. Просто на другом приборе - индикаторе напряжённости поля. Диаграмма направленности точно изменилась, но похоже эта характеристика антенны Вас не интересует. В такой схеме измерения, Вы измеряете не собственный импеданс антенны , а результат трансформации этого импеданса кабелем запитки.
aanbor
Диаграмма направленнности конечно изменилась, кто ж спорит. На данный момент меня больше интересует именно КСВ антенны вкупе с кабелем запитки, т.е. что должен чувствовать в реале приемопередатчик. Полученный КСВ=1,44 считаю приемлемый результат, наверняка можно будет получить 1,2, как пишут в литературе, просто "обидно" то, что рядом на 300МГц антенна чувствует себя лучше. Резюме - антенна получилась неплохая, в полном соответствии с теорией, широкополосная, с кучей резонансов, кому интересно - прикрепляю график КСВ до 1ГГц.


uve
Интересно, кому понадобятся эти резонансы до 1 ГГц. Антенна Харченко может обеспечить нормальную работу с коэф перекрытия по частоте около 1.5. Для минимизации Ксв принимаются дополнительные "усилия" в виде шунтов и директоров, расширения полотна антенны.
Alexey_B
Цитата(aanbor @ Aug 17 2017, 11:08) *
В общем сделал я еще одну антенну, на этот раз из полосок жести 25мм толщиной 0,8мм. Размеры рамки те же, кабель подсоединил другой, более длинный, графики КСВ и Z ниже. Видно, что принципиально ничего не изменилось, разве что КСВ на 150МГц чуть-чуть получше стал.


Антенна стала более широкополосной, как и должно быть при увеличении ширины проводников.

А под 1 ГГц уже могут быть не резонансы, а затухание в кабеле и самой антенне. Всё же присоединюсь к ораторам выше. КСВ не единственный важный параметр антенны.
aanbor
Цитата(uve @ Aug 17 2017, 18:51) *
Интересно, кому понадобятся эти резонансы до 1 ГГц. Антенна Харченко может обеспечить нормальную работу с коэф перекрытия по частоте около 1.5.

А что меняется на частотах больше коэф 1.5, какие параметры ?
Интересно было бы посмотреть антенну Харченко на 434 МГц, если будет хороший резонанс на 868 МГц, можно было бы слушать и передавать на двух разнесенных диапазонах.
uve
Ограничение по к=1.5 обусловлено развалом диаграммы направленности. Если на 433 МГц главный лепесток ДН по нормали к плоскости антенны, то на 868(без специальных мер) по нормали образуется глубокий провал усиления.
aanbor
Цитата(uve @ Aug 17 2017, 20:31) *
Ограничение по к=1.5 обусловлено развалом диаграммы направленности. Если на 433 МГц главный лепесток ДН по нормали к плоскости антенны, то на 868(без специальных мер) по нормали образуется глубокий провал усиления.


Большое спасибо, uve, было очень поучительно. Тему думаю можно закрывать.
Hale
Цитата(uve @ Aug 17 2017, 10:01) *
Нет, нулевые потенциалы у антенны Харченко в углах противоположных запитке. На скрине видно, где эл. поле минимально:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

да, вы несомненно правы. Конечно же полная длина волны от нуля, проходя до нуля через ноль. Нулевые потенциалы, как и по углам, так и в середине, т.е. в точке запитки. И тем не менее все описания что я слышал ранее требовали крепко прикручивать именно в этих точках.
VIT_KRAS
ТС.
Полученные Вами результаты - вполне закономерны.
Одно их названий антенны - диапазонная.
Два выраженных резонанса и ограниченная возможность работы между ними.
Более подробно и с цифрами можно глянуть в "Телевизионные антенны для индивидуального приема" Кисмерешкин В.П.
etoja
Два квадрата антенны Харченко должны располагаться над проводящей поверхностью на определённом расстоянии.
ledum
Цитата(VIT_KRAS @ Aug 18 2017, 06:29) *
ТС.
Более подробно и с цифрами можно глянуть в "Телевизионные антенны для индивидуального приема" Кисмерешкин В.П.

А еще лучше - первоисточник. Журналы Радио №№3,4 и 8 за 1961г.
Кстати, с разрезом в экране и на ромбах - хорошо известная у них антенна Ховермана (здесь сильно упрощенный вариант - делал себе на DVBT2). Также широкополосная, хорошо согласуемая трансом 4:1
aanbor
Ради интереса сделал антенну - простую раму, квадрат со сторонами по 50 см. КСВ в резонансе 150 МГц получился в районе 2, а сопротивление около 30 Ом. А как нам гласит теория, сопротивление рамочной антенны д.б. равно 120 Ом. Откуда такое расхождение, можете объяснить?
uve
Цитата(aanbor @ Aug 18 2017, 17:35) *
Ради интереса сделал антенну - простую раму, квадрат со сторонами по 50 см. КСВ в резонансе 150 МГц получился в районе 2, а сопротивление около 30 Ом. А как нам гласит теория, сопротивление рамочной антенны д.б. равно 120 Ом. Откуда такое расхождение, можете объяснить?


aanbor, Ваши вопросы возникают от того, что Вы к технике антенн применяете расчёты годящиеся только для элементов с сосредоточенными параметрами. А у нас элементы с распределёнными параметрами, которые, имея электромагнитную связь между собой, меняют свои характеристики отдельно расположенного элемента.
Отсюда - две рамки имеющие импеданс по 120 Ом, соединённые в параллель не будут иметь 60 Ом.
aanbor
Цитата(uve @ Aug 19 2017, 04:21) *
aanbor, Ваши вопросы возникают от того, что Вы к технике антенн применяете расчёты годящиеся только для элементов с сосредоточенными параметрами. А у нас элементы с распределёнными параметрами, которые, имея электромагнитную связь между собой, меняют свои характеристики отдельно расположенного элемента.
Отсюда - две рамки имеющие импеданс по 120 Ом, соединённые в параллель не будут иметь 60 Ом.

Извиняюсь, ступил, неправильно мерил. Сегодня с утра на свежую голову - все сходится, все правильно.
uve
Цитата(aanbor @ Aug 19 2017, 10:55) *
Извиняюсь, ступил, неправильно мерил. Сегодня с утра на свежую голову - все сходится, все правильно.

С чем сходится, неужели две рамки по 120 Ом дали 60 Ом? Тогда меряйте ещё, такого в этой антенне не может быть.
Hale
Цитата(etoja @ Aug 18 2017, 09:04) *
Два квадрата антенны Харченко должны располагаться над проводящей поверхностью на определённом расстоянии.

не обязаны. это всего лишь отражатель для получения направленности на станцию. при работе ВИФИ репитером, скажем, он совершенно не нужен. расстояние обусловлено по большей части согласованием импедансов, по меньшей - компромиссом с диаграммой направленности. 0,14λ до 0,18λ. Харчено любят именно за то что отражатель не сильно разрывает диаграмму. Но это при условии что запитывается 75-омным кабелем (грубо 75x4_диполя_в_антенне=300Ом). Иначе рекомендуется поправлять согласование четвертьволновыми отрезками кабеля. Кстати, если класть кабель вдоль рамки, то диэлектрик в нем обязан иметь проницаемость 2-2.3. Как я понимаю, наведенный в углу ток в оплетке играет роль той неоднородности, сбивающей импеданс и превращающей его в согласующий отрезок/балун. А в отрезок этот должно помещаться нечетное число четвертьволн, т.к. запитывается в точке нуля напряжения.

В заграничном мире конечно существуют другие зи-заг антенны аналогичные Харченко. Можно легко найти антенну Ховермана, в которой все то же самое, только вершины разорваны и вместо них уголки виртуальной земли. Полуволновые проволочные отражатели обычно тоже простые и пересекают пучности напряжения - поэтому антенну и разрывают, чтобы, они не замыкались. А для лучшей диаграммы их изгибают вдоль фазовых линий. Только как тут заметили, у меня такого опыта нет, ее придется согласовывать трансформатором. Наверное потому что разрыв уже не позволяет считать ее четырьмя параллельными диполями.
uve
Цитата(Hale @ Aug 21 2017, 03:48) *
Кстати, если класть кабель вдоль рамки, то диэлектрик в нем обязан иметь проницаемость 2-2.3. Как я понимаю, наведенный в углу ток в оплетке играет роль той неоднородности, сбивающей импеданс и превращающей его в согласующий отрезок/балун. А в отрезок этот должно помещаться нечетное число четвертьволн, т.к. запитывается в точке нуля напряжения.


В классической проводке кабеля вдоль рамки, он проводится внутри трубки( из которой и гнут рамку). Но и при проводке кабеля вне трубки, в точке отвода( точка нулевого потенциала) оплётка кабеля гальванически замыкается на рамку. Не понятно, зачем нужен учёт диэлектрической проницаемости наполнителя кабеля?
aanbor
Цитата(uve @ Aug 21 2017, 04:53) *
С чем сходится, неужели две рамки по 120 Ом дали 60 Ом? Тогда меряйте ещё, такого в этой антенне не может быть.

Вы невнимательно прочитали мой пост - я попробовал одну рамку, померил, получилось 120 Ом.
uve
Цитата(aanbor @ Aug 21 2017, 15:11) *
Вы невнимательно прочитали мой пост - я попробовал одну рамку, померил, получилось 120 Ом.

Перечитал внимательно, не увидел слов про измерение одной рамки.
Hale
Цитата(uve @ Aug 21 2017, 10:21) *
Не понятно, зачем нужен учёт диэлектрической проницаемости наполнителя кабеля?

как я написал выше, при проницаемости 2-2.3 в кабеле укладывается нечетное число четвертьволн, т.е. три четверти. я не могу ручаться, но по моей логике в точке запитки условия эквивалентного К.З. а трансформация из ХХ обрезанного(для начала условно обрежем его) кабеля в кз производится четвертьволновым отрезком. Теперь, в крайней точке антенны, где крепится кабель, видимо будет некоторая неоднородность импедансов, благодаря наведенному току в оплетке (Z=E/H, Eвнутри↑, ⇒ Z↑). Я предполагаю что условия слегка напоминают запитывание резонансной антенны через четвертьволновый шлейф.
Цитата
оплётка кабеля гальванически замыкается на рамку

этого я не знаю, но возможно с тех пор появилось указанное усовершенствование.
не знаю также есть ли необходимость резать и паять. надо попробовать просимулировать и посмотреть разницу.
Redcrusader
Цитата(Hale @ Aug 22 2017, 07:23) *
...я не могу ручаться, но по моей логике в точке запитки условия эквивалентного К.З. а трансформация из ХХ ...

Конечно же это не так!
Никого КЗ (ХХ) там нет!
Там есть симметричный выход с волновым примерно 60...75 Ом. Для перехода на несимметричный тракт (коаксиальный кабель) применяется прокладка кабеля вдоль рамки. Получается симметрирующее устройство.
Если волновое сопротивление кабеля 75 Ом, то практически не будет происходить трансформация входного сопротивления антенны.
При волновом кабеля 50 Ом, трансформация входного сопротивления антенны будет более заметной.
...
Хотя, входное антенны 60...75 Ом это достаточно "гибкие" цифры.
Реально, это значение зависит от ширины вибратора рамки, размеров рамки и т.д.
Т.е. можно взять любой коаксиальный кабель.
Проложить его вдоль плечей рамки. А КСВн "подогнать" к минимуму меняя геометрические размеры рамки (ширина вибраторов, периметр каждого квадрата).
Hale
Цитата
Конечно же это не так!
Никого КЗ (ХХ) там нет!

А его никогда нет. Но условие ЭКВИВАЛЕНТНОЕ КЗ. Т.е напряжение ноль, максимальный ток. Это же волна.

Цитата
Там есть симметричный выход с волновым примерно 60...75 Ом.

нет его там. нельзя симметричный выход подавать на коаксиал без балуна. поэтому придет вам несимметричный сигнал который должен отсимметрироваться в этом отрезке до какой-то степени за счет паразитных токов оплетки.

... вы вообще читали что я написал выше?

Только у меня есть большие сомнения что оплетку надо запаивать на рамку в точке нуля. По моему это чепуха. Сами прикиньте. У нас в импровизированном трансформаторе есть три четвертьволны. А в рамке - две.
В точке запитки - ноль. поэтому в жиле кабеля до точки прикрутки на дальнем краю рамки потенциалы меняются так: антенна-[0 ◜"+"◝ 0 ◟"-"]-дальний угол рамки.
А в рамке меняется как [0 ◟"-"◞ 0].
А чтобы сигнал стал балансным, в оплетке должен возникнуть ток, дающий потенциалы: антенна-[0 ◟"-"◞ 0 ◜"+"]-дальний угол рамки.
Если вы в углу соедините рамку с оплеткой - "+" закоротится на "0", потеряете 6дБ.

Цитата
Реально, это значение зависит от ширины вибратора рамки, размеров рамки и т.д.

от расстояния до рефлектора оно прежде всего зависит.
Цитата
Т.е. можно взять любой коаксиальный кабель.

щааазззз. конструкция рассчитана на 75омный кабель и другие только через трансформатор/балун.
Цитата
"подогнать" к минимуму меняя геометрические размеры рамки

все-таки цель - получить КСВ 1.2 где-нибудь, или настроить на полосу? как вы собираетесь менять размеры рамки травленой по текстолиту. Проволочную рамку-то трогать не стоит....
aanbor
Цитата(uve @ Aug 22 2017, 02:52) *
Перечитал внимательно, не увидел слов про измерение одной рамки.



"Ради интереса сделал антенну - простую раму, квадрат со сторонами по 50 см." - от 18 числа
Redcrusader
Цитата(Hale @ Aug 22 2017, 11:20) *
А его никогда нет. Но условие ЭКВИВАЛЕНТНОЕ КЗ. Т.е напряжение ноль, максимальный ток. Это же волна.

нет его там. нельзя симметричный выход подавать на коаксиал без балуна. поэтому придет вам несимметричный сигнал который должен отсимметрироваться в этом отрезке до какой-то степени за счет паразитных токов оплетки.

... вы вообще читали что я написал выше?

от расстояния до рефлектора оно прежде всего зависит.

щааазззз. конструкция рассчитана на 75омный кабель и другие только через трансформатор/балун.

все-таки цель - получить КСВ 1.2 где-нибудь, или настроить на полосу? как вы собираетесь менять размеры рамки травленой по текстолиту. Проволочную рамку-то трогать не стоит....

Для меня ваше ЭКВИВАЛЕНТНОЕ КЗ - бред. Я это не понимаю, поэтому спорить не буду.

Раньше как-то без балунов обходились. Почитайте симметрирующие устройства типа стакан, U-колено и т.д.

Читаю по диагонали, т.к. сложно понять ваши плюсики, минусики, нули. Поверьте, там все проще и ваши рассуждения с их помощью здесь не причем.
Это не относится к симметрированию и согласованию.

Конечно же зависит от наличия отражателя и дистанции до него.
Поэтому антенну можно согласовать как на 50 Ом, так и на 75 Ом. Кому как нравиться.

А менять геометрию рамки для согласования, это головная боль разработчика и конструктора.
С текстолитом - несколько итераций конструкции до получения нужного результата!
uve
Цитата(Hale @ Aug 22 2017, 07:20) *
А чтобы сигнал стал балансным, в оплетке должен возникнуть ток, дающий потенциалы: антенна-[0 ◟"-"◞ 0 ◜"+"]-дальний угол рамки.
Если вы в углу соедините рамку с оплеткой - "+" закоротится на "0", потеряете 6дБ.


Hale, я понял Ваши суждения по эпсилон кабеля. Сам я для трансформации использовал бы 0.25L отрезок кабеля и далее 50( или 75 ) Омным кабелем вывод через точку нулевого потенциала.
А по поводу Ваших "+" и "0", не согласен, тут мне ближе позиция Redcrusader, да и сам Константин Павлович Харченко на наших позициях( он мне антенны преподавал). Он советовал замыкать оплётку кабеля на точку нулевого потенциала, хотя особой разницы Вы не заметите, если нет требований повышенной помехозащиты приёмного тракта.
Я такую антенну обычно делаю с входным импедансом равным волновому сопротивлению кабеля, добиваясь этого изменением геометрии полотна антенны. При широкополосном варианте, добавляю директор для понижения Re в верхней части рабочего диапазона частот.
Hale
uve ясно. я на этой позиции и не настаиваю. Но рассуждения, которые мне раньше помогали, предложил выше, для начала чтобы самому разобраться. Интересно что происходит при этом в кабеле. Но параметрическую модель в симуляторе только долго рисовать, еще не закончил.
А рассуждения Redcrusader мне просто непонятны. Я понимаю что он громко пытается настоять на какой-то противоположной позиции, но на какой понять не могу, потому что решительно не понимаю как он балансный сигнал с выхода подключает без балуна на коаксиал.
uve
Цитата(Hale @ Aug 23 2017, 11:47) *
uve ясно. я на этой позиции и не настаиваю. Но рассуждения, которые мне раньше помогали, предложил выше, для начала чтобы самому разобраться. Интересно что происходит при этом в кабеле. Но параметрическую модель в симуляторе только долго рисовать, еще не закончил.
А рассуждения Redcrusader мне просто непонятны. Я понимаю что он громко пытается настоять на какой-то противоположной позиции, но на какой понять не могу, потому что решительно не понимаю как он балансный сигнал с выхода подключает без балуна на коаксиал.

Я , думаю, здесь всё просто. Все петлевые антенны имеют точку нулевого потенциала, значит отвод кабеля через эту точку практически делают токи на оплётке пренебрежимо малыми. Тем более, что кабель отводится ортогонально вектору электрического поля антенны. Я такие схемы проверял в симуляторе, искажения диаграммы направленности малозаметны.
Для сохранения симметрии антенны, желательно часть полотна антенны, по которой проводится кабель, делать меньшего сечения. Поскольку оплётка кабеля до точки вывода, тоже участвует в излучении и эквивалентное сечение этой части антенны с кабелем будет больше.
Redcrusader
Цитата(Hale @ Aug 23 2017, 15:47) *
uve ...А рассуждения Redcrusader мне просто непонятны. Я понимаю что он громко пытается настоять на какой-то противоположной позиции, но на какой понять не могу, потому что решительно не понимаю как он балансный сигнал с выхода подключает без балуна на коаксиал.

У меня позиция не противоположная, а своя. Т.к. в вашу позицию я не пытаюсь вникнуть из-за ее "наукообразности".
Я больше практик, чем теоретик - "чукча читатель, а не писатель".
laughing.gif
По практике, всегда прокладывали кабель вдоль полотна антенны, что удобно конструктивно и обеспечивает симметрирование балансного сигнала. Поэтому никакие балуны не нужны. Все это работает уже многие десятки лет.
ИМХО. Такое расположение кабеля "уничтожает" токи которые текут по оболочке кабеля при подключении его к симметричному входу. Это еще похоже на то, как симметрируют выход антенны с помощью большого числа ферритовых колец одеваемых на кабель (или кабель накручивают на ферритовое кольцо).
А геометрические размеры антенны подгоняли под волновое сопротивление коаксиального кабеля, чтобы кабель не трансформировал выходное сопротивление антенны.
...
Вопрос только в том, в каких точках полотна надо замыкать оплетку кабеля?
У меня однозначности нет. Делали по разному, даже пропаивали всю оплетку вдоль полотна, когда антенны были на стеклотекстолите.
На практике разницы не видели.
Правда все это было достаточно давно. Точных проверок не проводилось и не было таких Инструментов моделирования как сейчас.
...
Сейчас даже стало интересно. Пойду помоделирую все это, благо Инструмент теперь есть.
rolleyes.gif

Redcrusader
Результаты моделирования:
Антенна хорошо настраивается с помощью выбора расстояния до экрана.
Настроить можно хоть на 75 Ом, хоть на 50 Ом.
Правда для достижения сопротивления 50 Ом (с практически нулевой реактивностью), расстояние до экрана получается не 0,25лябда, а около 0,136лямбда.
Хотя, усиление (КНД) антенны остается не хуже, чем и при 0,25лямбда.

По симметрированию:
ИМХО.
Если у вас коаксиальный кабель длинный, то к симметричным вибраторам можно нормально подключать кабель (центр на один, оплетка на другой вибратор), т.к. там будут противофазные сигналы. Кабель достаточной длины (лябда и более), если он не касается (не приближается) к заземленным объектам будет работать как симметричная линия.
Конечно для антенны есть проблемы, если кабель расположен перпендикулярно вибраторам, то токи текущие по оплетке будут излучать, поэтому будет искажение диаграммы направленности антенны. Вот для чего при использовании симметричных вибраторах применяют симметрирующие устройства (стаканы, U-колено, балуны и т.д.).
В антенне Харченко коаксиальный кабель проложен вдоль вибраторов, поэтому кабель излучает так же как вибраторы (т.е. совместно как одна деталь) и никого искажения ДН не происходит. Отвод кабеля от антенны делается в точке с минимумом напряжения (нижний угол квадрата), т.е. далее все "по барабану".
Получается, что в антенне Харченко симметрирующих устройств не требуется.
А для коаксиального кабеля лучше создать контакт вдоль всего вибратора, или отдельные контакты, но чем больше, тем лучше.

Могу ошибаться, тогда поправьте!

Redcrusader
.
Hale
у меня сейчас дома симулятор крутится на довольно простом примере тонкой рамки из магнитного провода без отражателя. еще не готовы все графики. но то то я понял на сегодня.
1 - про симметрирование токов в кабеле с помощью прокладки вдоль рамки - это все чушь. токи оплетки и центра остаются несимметричными. Все дело видимо в нулевой точке запитки, где потенциал запитки "потенциально" стремится к потенциалу оплетки (но все-же не дотянет никогда).
2- в симуляторе нарисован полноволновый 75омный коаксиал с диэлектриком 2.1, где половина волны идет вдоль рамки, половина подходит к ней вертикально снизу. В кабеле наблюдается заметное отражение (доля стоячей волны)...т.е. оно и должно быть с КСВН 1.35... но на всей его длине, независимо от рамки. Небольшая аномалия в точке перегиба рамки(максимум напряжения)
3- ДН скошена по горизонтали на 5 градусов, что я отношу к воздействию кабеля.
Т.е. пункты 1-3-2 разбивают нафиг большую часть высказанных нами теорий.

4- если заземлить оплетку в точке нуля внизу рамки - выправится ДН, пропадут осцилляции отражения на участке прокладки вдоль рамки. Выправление диаграмы согласуется с результатом "нифига там не симметрируется". Думаю, совместно с неравенством длины волны кабеля и рамки, это помогает выровнять потенциал земли на всем участке прокладки. И видимо это же благотворно влияет на однородность комплексной амплитуды поля на участке прокладки.... Грубо говоря, оплетка привязывается к "виртуальной" земле и выпадает из процесса излучения.
За участком прокладки остается стоячая волна... хотя КСВН улучшается с 1.35 примерно до 1.3.

Что я об этом думаю? Все это хорошо работает для приборов с болтающейся землей... но по хорошему, балун, или любая другая симметрирующая схема все равно бы не помешали.

А вообще, почему я сюда полез... мне было инетресно, можно ли при помощи зигзагов на четвертьволновых участках(как делают на спиральных антеннах), или путем "игры в бирюльки", накрутить эту антенну до приличной широкополосности, не теряя сильно в КСВ. Мне все успех фрактальных антенн не дает спать... хотя там другие причины широкополосности, но зато они обычно не имеют выраженной поляризации, что ограничивает их применение.
Redcrusader
Цитата(Hale @ Aug 29 2017, 14:26) *
...
Т.е. пункты 1-3-2 разбивают нафиг большую часть высказанных нами теорий.

Что я об этом думаю? Все это хорошо работает для приборов с болтающейся землей... но по хорошему, балун, или любая другая симметрирующая схема все равно бы не помешали.

А вообще, почему я сюда полез... мне было инетресно, можно ли при помощи зигзагов на четвертьволновых участках(как делают на спиральных антеннах), или путем "игры в бирюльки", накрутить эту антенну до приличной широкополосности, не теряя сильно в КСВ. Мне все успех фрактальных антенн не дает спать... хотя там другие причины широкополосности, но зато они обычно не имеют выраженной поляризации, что ограничивает их применение.

Не моделировал с кабелем. Что-то "ломает" рисовать сильно изогнутый коаксиал. Не так это просто. :-)
Но, попробую.

Токи "центра" и "земли" коаксила текут внутри кабеля, для обоих токов одинаковая задержка из-за диэлектрика (см. распределение поля в волноводе, коаксиальной линии).
По поверхности коаксиала течет "обратный" ток от диполя. Вот, симметрирование избавляет от него, т.к. из-за этого тока будет излучение поверхности кабеля (дополнительный вибратор). Проложив кабель вдоль вибраторов мы "нивелируем" этот ток. Хотя по Ломоносову-Луавозье, этот ток должен искажать ДН. :-) Думаю, что он получается очень маленький или...
Ну, не используют симметрирование в антенне Харченко!!! Тем более балуны.

Почитайте теорему Боде-Фано.
Поймете, что достижимая широкополосность зависит от добротности нагрузки и допустимого КСВн.
Хотя, там про достижимое согласование в полосе, но думаю, что связь есть. Вы же согласуете антенной 377 Ом с 50 Ом.
Вторая проблема в широкополосных антеннах:
Получить во всей полосе одинаковый (требуемый) КНД. Это отдельная и не простая задача.
Hale
Я знаю что не просто. Но я вот за недельку после работы набросал. заодно выявил глюки памяти домашнего компьютера при вычислениях.

значится, как я сказал, токи в оплетке возникают незначительные для целей симметрирования.
С другой стороны, если не запаять оплетку на конце антенны - то достаточные для смещения диаграммы на 5 градусов.

А теперь барабанная дробь!

Оказывается, антенна Харченко в 2010 году была запатентована на неких Афонина и Ремпель. Так что теперь это антенна "Ремпель" tongue.gif
http://www.freepatent.ru/patents/2387058

Далее, Redcrusader, опять я вас понять не могу... откуда вы вобще эти вводные беерте. откуда 50 ом. вы же ко мне в карман не заглядывали.
делаю я то же самое, 75 ом на Харченко. Чтобы расширить полосу - стандартная мера - зигзаг, одновременно уменьшает добротность и удлиняет электрическую длину линии.
согласование ухудшается. так и в оригинале оно не идеально. обратные токи все равно текут, стоячая волна есть. Т.е состояние промежуточное между симметричной и несимметричной линией. Я конечно не спорю что большинство радиолюбителей довольствуются тем что есть, поскольку бывает и хуже и сложнее. Но как я сказал, для порядка можно и подумать над улучшением баланса токов в точке входа.
Redcrusader
Цитата(Hale @ Aug 30 2017, 07:52) *
...Так что теперь это антенна "Ремпель"
...
... откуда вы вобще эти вводные беерте. откуда 50 ом. вы же ко мне в карман не заглядывали.
...

Такие "антенны" можно патентовать десятками!
Вот, только много времени уходит на оформление. Думаю, что есть женщина в Патенте, потому что она и занималась оформлением.
rolleyes.gif
Знаю я эту "кухню". Как раньше сам занимался этой "ерундой", т.к. были требования - 1...2 Патента в год от Отдела.
laughing.gif
-----
Как я отмечал раньше, по моделированию, от расстояния до экрана можно получит разные входные сопротивления.
От 100-50j при 0,25лябда дистанции.
До 50+2j при 0,13лямбда.
Что подтверждалось практикой.

И еще, что интересно!
Посмотрел результаты моделирования диаграммы направленности.
Как-то про это раньше не задумывался.
Получается.
Абсолютное усиление 9,7 дБи.
Вертикальная поляризация 6,7 дБи.
Горизонтальная поляризация 6,7 дБи.
Левая поляризация 6,7 дБи.
Правая поляризация 6,7 дБи.
Прим.: значение 6,7 дБи могут отличаться на 0,01...0,1 дБи. Не старался приводить точные цифры.
Причем, форма и симметричность ДН сохраняется для всех видов поляризации.
Т.е.!!
Антенна Харченко получается какая-то "универсальная" для всех видов поляризации!
Или я "не разобрался" с анализом поляризации в результатах моделирования. Хотя, для известных антенн вижу поляризацию в модели правильно, по классике.
uve
Цитата(Redcrusader @ Aug 30 2017, 04:17) *
Или я "не разобрался" с анализом поляризации в результатах моделирования. Хотя, для известных антенн вижу поляризацию в модели правильно, по классике.


Последнее "или" - верно. Попробуйте расположить антенну так, чтобы вектор электрического поля был параллелен оси Z, а потом выведите значения усиления по Phi и Theta. Разница в усилении будет около 13 дБ.
Redcrusader
Цитата(uve @ Aug 30 2017, 14:15) *
...Попробуйте расположить антенну так, чтобы ...

Я с классическими антеннами все нормально поляризацию вижу.
Не понял с осью Z. Я рисую плоскость антенны в плоскости осей X-Y. Вектор Е у меня параллелен оси Y.
С антенной Харченко могут быть "проблемы", т.к:
Она у меня нарисована под углом в 45% к оси Y.
Просто, так удобнее ее рисовать.
И, если я антенну рисую параллельно оси Y, то Волноводный порт у меня получается под углом 45% к осям Y и, соответствено, X.
При этом, решатель ругается на положение порта и не хочет считать! Как-то это меня ставило в "тупик".
:-)
Поэтому, у меня ось антенны под 45% к оси Y, параллельно которой вектор Е.
Вот, и есть сомнения по правильности поляризаций для МОЕЙ антенны.
uve
Судя по "вредности" солвера Вы в CST работаете. Да, у него требование: интегральная линия возбуждения порта должна быть обязательно параллельна одной из осей координат.
Тем не менее сделайте, как я посоветовал. Подумайте, можно и антенну ориентировать , как я сказал, и порт параллельно осям установить. Вот, на скрине, мои расчёты:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Redcrusader
Цитата(uve @ Aug 30 2017, 15:18) *
Судя по "вредности" солвера Вы в CST работаете...

Да, в CST работаю.
Придеться тогда еще дополнительно поворачивать коаксиал, чтобы проверить все правильно.
:-((

...

Засада! Ну и "глюк" у CST. Никогда бы не подумал.
:-)
Когда повернул ось антенны Харченко вдоль оси Y (а не под 45%), то все встало на свои места.
Осталась только одна поляризация. Ортогональная "упала" на 10...12 дБ.
Hale
Цитата(Redcrusader @ Aug 30 2017, 05:17) *
Или я "не разобрался" с анализом поляризации в результатах моделирования.

определенно.
Очень хорошая гориз. поляризация на уровне примерно +3.5 дБ в каждую сторону, с отклонением 5гр. в сторону от кабеля.
вертикальная поляризация - почти правильная сфера (дома уточню в каких направлениях вращения) на уровне -4, или -5дБ, не помню.
круговую не смотрел, потому что с таким балансом имхо не имеет смысла. "Антенна Харченко получается какая-то "универсальная" для всех видов поляризации!" - равенство левой и правой означает линейную, что по моему очевидно. А вот наличие поперечной надо рассматривать с позиции фазы.

вчера не было времени играться с симулятором, но я изучал не нагруженную отражателем антенну на 75-омном кабеле в HFSS 17. Целевой диапазон ТВ 470-... МГц под японское телевидение. В принципе можно пересчитать входное сопротивление кабеля в истинное сопротивление антенны, или дооптимизировать, что будет точнее с учетом некоторой неопределенности точки запитки.
Redcrusader
Цитата(Hale @ Aug 31 2017, 07:19) *
... равенство левой и правой означает линейную, что по моему очевидно. А вот наличие поперечной надо рассматривать с позиции фазы.

...В принципе можно пересчитать входное сопротивление кабеля в истинное сопротивление антенны, или дооптимизировать, что будет точнее с учетом некоторой неопределенности точки запитки.

Да, это так. Просто, у меня "так получилось", что все четыре основных видов поляризации разнозначны по амплитуде.
Правда, когда "поставил" антенну не под 45%, то одна поляризация "исчезла".
:-)

А зачем пересчитывать?
Можно же на вход антенны поставить Дискретный Порт и "выяснить" входной импеданс антенны. Получится, практически, точно. С некоторой ошибкой по реактивной части из-за выводов Порта. Но на этих частотах (350 МГц) она будет минимальной. Вот, на 2400 МГц я замечал, что Дискретный Порт дает достаточно существенную ошибку по реактивной части входного импеданса.
Hale
дискретные порты в HFSS не очень хорошо работают... там есть нюансы к которым я не привык. волновые порты лучше согласуются с волновой моделью.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.