А японцам Яги и Уда такие параметры антенн и не снились!

Такие мысли появились у меня, когда я прочитал статью В.Романовского US4LD «Двухэлементная гибридная антенна». Впервые антенную систему, состоящую из двух излучаталей, предложил в далеком 1926 г. С.Уда, а его коллега Х.Яги популяризовал ее. Из графиков таких антенн видно, что хорошее усиление можно получить при расстоянии между элементами директор - вибратор 0,12 λ, а вибратор – рефлектор 0,15…0, 18λ (стр.311). На многих конструкциях антенн с активным питанием расстояние между элементами 0, 25λ. А Романовский устанавливает элементы на расстоянии 1/8 λ, что намного меньше, чем при компоновке элементов вибратор – рефлектор и элементов с активным питанием. Теоретически из двух излучателей можно получить усиление 6 дБ, но из-за наличия потерь получают несколько меньший выигрыш в усилении (стр.311). Романовский получает усиление в 1,5…2,0 раза больше! Такое усиление можно получить соединив 4 антенны по 8 элементов в систему (стр.409). Необходимо иметь 32 элемента, а Романовский усиление 12 дБ получает при двух элементах. Возможно, автор имел выигрыш антенны на разных трассах, но в статье он ссылается на коэффициент усиления. Хочу более подробно остановиться на конструктивных особенностях антенны.






В статье дана высота штыря 28 м. и дан его размер на чертеже 3/8 λ, а в тексте 5/8 λ. Так какой же размер правильный? Для диапазона 80 м. высота штыря при 3/8 λ-31,5 м., а при 5/8 λ – 52,5 метров. Попробуйте установить штыри такой высоты и задумайтесь над «простой схемотехникой» и «незначительных материальных затратах» и «немного места». О диапазоне 160 м. я вообще промолчу, так как размеры антенны будут не реальны для повторения. Штырь должен находиться на хорошем опорном изоляторе, который не показан на схеме, хотя в пункте «2» Романовский пишет, что бы «основа мачты была излучающим элементом». Если мачту заземлить – штырь работать не будет! Нужно будет менять способ питания штыря. Второй вариант: оставим штырь высотой 28 м. в покое. Кстати я не поленился и просчитав размер штыря для разных диапазонов при длине 3/8 λ и 5/8 λ и не получил длину 28 метров… Допустим, что в диапазоне 80 и 160 метров излучателем будет петля расположенная вертикально и, которая имеет высоту 2/8 λ. Непонятно почему 2/8, а не 1/4 ? Так как написал Романовский, дроби не пишут! Такая петлевая антенна будет работать и иметь волновое сопротивление ≈ 120 ом при условии, что левая нижняя часть петли будет заземлена. Но на схеме петля не заземлена!!! Но зачем тогда штырь в 28 м, с опорным изолятором (стр.377)? При таком питании штыря петля будет четвертьволновым шлейфом, который будет менять фазу на 180° (стр.284). Романовский забыл о симетрировании кабеля с прямоугольником. На направленных антеннах симетрирование делать нужно обязательно! Реальна ли установка петли GP? Высота петли для диапазона 80 м. – 21 м., а для 160м. – 40м. Установить пакую петлю для диапазона 160 м. высотой в 40 м., наверне, будет проблематично. Рассмотрим второй элемент – прямоугольник. Романовский выбрал висоту излучающих частей, которые находяться в вертикальном положении высотой λ/8 , для диапазона 80м. это будет прямоугольник размером 10,25 м. х 31,75 м. и площадью 325м^2. Если взять квадрат площадь увеличится до 440 м^2. С увеличением геометрических размеров антенны растет её усиление. Это я обнаружил исследуя усиление рамок разной формы в далеком 1972 году. Самое малое усиление имел треугольник, а самое большое круг. Когда я площадь треугольника принял за 1, то площадь квадрата с той же длиной периметра звеличилась в 1,4 раза, а площадь круга в 2,0 раза. Писал в журнал «Радио» и получил ответ, что это противоречит общепринятому мнению. Позже аналогичные исследования были сделаны и другими радиолюбителями. Прирост усиления в треугольной рамке 0, 17 дБ, квадрата – 1,0 дБ, а круга – 1,34 дБ. Выбирая рамку с меньшим геометрическим размером, Романовский потерял в усилении. Периметр рамки примерно 84 м. На квадрате высота излучающих сторон будет 21м. Рамка будет иметь чисто вертикальную поляризацию (стр.347). Автор уменьшил излучающие стороны до 10.5 м., что заметно снизило КПД рамки. Допустимо уменьшение сторон рамки, которые излучают до 30% без заметного ухудшения работы рамки. Стороны прямоугольника должны быть не короче 14.7 метра. Я сомневаюсь, что рамка будет принимать при таких размерах только дальние станции, так как середина излучателя находится в вертикальном положении, а концы в горизонтальном. Высота рамки. Автор пишет, что высота должна быть 1/16 λ. Высота рамки – это расстояние её верхней части от земли. А на рисунке 1/16 λ от нижней части. Как в анекдоте: четыре человека держат столб, а пятый ползает по нему с рулеткой. К ним подходит прохожий и спрашивает - Что они делают? Ответ - меряем высоту столба. – Так положите его на землю и меряйте. - Так это же будет длина, а нам нужна высота… Противовесы. Противовесы размещены под серединой рамки, которая практически не излучает. Что бы получить хорошее КПД штыря нужно огромное количество противовесов. От 2 до 15 проводов – КПД штыря не будет превышать 46%. Поэтому те параметры, что дает автор будут под вопросом. Романовский пишет, что направление излучения антенны «перпендикулярно плоскости вибратора в сторону противоположную рефлектору». А на схеме Романовского рефлектор не находится на перпендикулярной линии, а сбоку. Возможно так удобней рисовать схему, но тогда об этом нужно предупреждать в тексте. Питание антенны. Общеизвестно, что для получения направленной диаграммы излучения антенны необходим сдвиг фазы во втором элементе относительно вибратора. Этот сдвиг может достигнут следующими способами: Изменением длины элемента и его расстоянием от активного вибратора Включением в элемент реактивности (положительной или отрицательной) Активным питанием двух элементов, получаю необходимый сдвиг по фазе при определенной длине фазирующих линий. Антенны с активным питанием элементов более сложны в настройке. Обычно элементы антенны как близнецы братья. Они имеют одинаковую резонансную частоту, волновое сопротивление, одинаковые диаграммы как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Настройка антенны заключается в том, что бы получить одинаковую амплитуду тока в элементах и нужный сдвиг по фазе. За счет одинакового тока в элементах можно полностью подавить задний лепесток. Антенна – точно сбалансированная система. Баланс может легко нарушиться при изменении погодных или других условий. Романовский пошел другим путем, он сделал активное питание разных антенн – с разным волновым сопротивлением, которые настроены на разные частоты и имеют разные диаграммы и токи их будут разные. Штырь или петлю электрически удлиняет катушка Lk до частоты рефлектора. Как переключать антенну на 180 % не закорачивая катушку Lk? На схеме это не показано. Автор забыл соединить оплетку кабеля, который идет к трансиверу.И длину кабелей необходимо рассчитать большей точностью в метрах или в электрических градусах. Полный расчет антенны довольно сложная задача с применением элементов высшей математики. Под силу ли он Романовскому если он даже дроби неправильно записывает? Конечно можно воспользоваться специальной программой EZNEC-3. Даже если удастся сбалансировать систему антенны Романовского – она будет работать до первого дождя. Элементы разные и влияние земли на них разное. Буде тли она переключаться при одном отрезке удлинения кабелей? Одинаковые элементы рекомендуют подвешивать на высоте 0,5 λ, что бы уменшить влияние земли. Подумайте: стоит ли городить огород, а вернее покрывать его проводами, что бы улучшить только подавление, а таком усилении о каком пишет Романовский можно только мечтать? И работать можно только в двух направлениях, а два или четыре квадрата пусть и с опозданием, но можно повернуть в любом направлении и получить лучшие результаты. По совету Романовского я использовал книгу З.Беньковский и Э.Липинский «Любительские антенны…» год 1983 ссылки на страницы, которой я даю в тексте. Очень хорошая книга для радилюбителей. Только ее нужно читать не один раз как художественную книгу, а перечитывать особенно перед конструированием или публикацией антенны. Если бы Романовский внимательно прочитал книгу, то он вероятно бы понял, что лучше применить заземленный вертикальный излучатель. Нет надобности искать мощный опорный изолятор, который должен выдержать вес мачты и иметь хорошие изолирующие свойства. И КПД заземленного излучателя выше (стр. 376). Осилят ли радиолюбители конструкцию Романовского? Даже если элементы антенны одинаковы, то необходимо рассчитать антенну графически, что очень сложно, можно применить «настольный способ» моделирования. Нужно собрать эквивалент антенны. Всего четыре схемы. Нужны приборы: 1. Измеритель сопротивлений 2. Измеритель емкости 3. Измеритель индуктивности 4. Измеритель токов ВЧ 5. Двулучевой осциллограф Точность измерений и компоновки должна быть ± 1%. Или настроить элементы на нужную резонансную частоту и антенну настроить меряя токи ВЧ, в элементах и осциллографом контролируя сдвиг по фазе многократно меняя длину кабелей и фазосдвигающего отрезка. Сложно настраивать такие системы, но на антенне Романовского настройка будет еще сложнее. Если после настройки длина кабелей и фазосдвигающего отрезка будет разным в каждом направлении, то при переключении антенны придется, менять их длину, используя специальные коаксиальные дорогостоящие кабельные реле. Осилите расчет и настройку такой антенны – считайте, что дипломный проект по «антенно-фидерным системам» Вы защитили на «отлично». С чем я Вас и поздравляю. А по Романовскому все очень просто – размеры элементов и длина кабелей через длину волны, но разные кабеля имеют разные коэффициенты. Укорочения их и учитывают при рассчете антенн. Ведь от типа материала и изоляции кабелей и будет зависеть фазовый сдвиг токов элементах антенн. Есть у меня вопросы и к редакции журнала «Радіоінформ»: какая высота штыря? 28 метров, 3/5 λ или 5/8 λ? На какой высоте находится прямоугольник? На высоте 1/16 λ как в тексте – это высота верхней части рамки от земли или на высоте (1 )/(16 )λ от нижней части рамки от земли как показано на рисунке? Будет ли работать антенна если не подсоединить оплетку кабеля как показано на рисунке? На этот вопрос легко можно получить ответ отсоединив один сетевой провод от здания редакции. Кто сделал ошибки? Если редакция – нужно принести извинения читателям и автору. А если автор – то зачем печатать такой материал? Но и в этом случае принести извинение читателям за то, что редакция ввела их в заблуждение. Уверен, что в таком виде редакции серьезных изданий например: «Радио», «Радиохобби», «Радиолюбитель КВ и УКВ», материал не подадут. Они имеют специалистов-консультантов, которые дадут «добро» на печать материала или предложат выбросить его в корзину. Неужели в Виннице нет специалистов, которые способны оценить рукописи? Ведь можно использовать их не для для корзины, а некоторые, например, печатать в первоапрельских выпусках. Или с пометкой редакции: «Найдите ошибки. Первый нашедший получит приз от издания». Я считаю, что информация на страницах «Радіоінформу» должна быть доступной и полезной. Конструкции антенн легки в повторении и настройке. Если автор дает консультации, то он, может преследовать и коммерческие цели. Тогда такой материал следует размещать в рубрике «куплю-продам». Докажите, что я ошибаюсь и я готов принести свои извинения как автору, так и редакции.