Теория. Тест. Измерения. Векторный анализатор антенн.

Антенна EH емкостная. Частота. Радио. Расчет. Размеры.

Eмкостные EH антенны. Часть 1. Теория, суть работы.

... Эти антенны называют CFT, C или EH антенны ... Чем подогревается интерес к этим антеннам ? ... Чтобы целенаправленно и доходчиво объяснить, как работают эти антенны для радиолюбителей и технической общественности - и был подготовлен этот видео ролик ... Можете - ставить лайки ; можете - не ставить ... Я, лайки - не коллекционирую ... Единственная цель - объяснить работу емкостных антенн ...

В журнале Радио Всем от 1928 года - уже была опубликована подобная конструкция (более 90 лет назад) ... В то время радиолюбителей привлекали на военные учения ... Автор заметки, участник маневров - пишет : ... Экспериментируя с различными типами антенн, специально для передвижных приемо / передающих станций ... лучше всего подходят : емкостные антенны (медные решетки, подвешенные на небольшой высоте) и коротко / волновые рамки ... Заметка - подтверждает истину : новое - это хорошо забытое старое ... Если бы автор заметки провел больше экспериментов, вникнул в суть работы, то его антенна - работала бы на порядок лучше ... В свете современных знаний и большого накопленного опыта, теперь это - становится достижимым ...

Чтобы начать разбираться в емкостных антеннах - нужно вспомнить школьный курс физики, а именно - колебательные контура, которые могут быть : последовательные и параллельные ... Емкостная антенна, это - последовательный колебательный контур, где роль излучателя играет конденсатор ... В конденсаторе, энергия - расположена внутри, между пластинами ; и все, что выходит за пределы, это - паразитное излучение ... Чтобы конденсатор начал излучать радиоволны - его нужно развернуть в пространстве ...

По антенне диполь - течет ток проводимости, который создает магнитное поле ... Превращения ВЧ магнитного поля в электрическое и обратно, в конце концов, по теореме Пойнтинга (закон сохранения энергии электромагнитного поля) - энергия колебаний превращается в радио волну ... Образуемые электрические и магнитные поля - ортогональны (перпендикулярны в пространстве) и сдвинуты на 90 градусов ...

В емкостных антеннах, проводимости тока - нет ... Напряжение на элементах колебательного контура - в Q раз больше подводимого ... Q - это добротность контура ... Чем лучше индуктивность и меньше тангенс угла потерь конденсатора - тем добротнее колебательный контур ... Чем выше добротность - тем выше напряжение, возникающее на обкладках конденсатора при резонансе колебательного контура ... Высокое напряжение создает ток (поле) смещения - аналог тока проводимости ... Ток смещения между обкладками конденсатора создается на стыке E и H полей ... За счет отсутствия реактивного сопротивления в конденсаторе, возникающие электрическое и магнитное поля - синфазны, то есть совпадают по фазе в среде образования полей ... Это явление - ново для антенной техники, но это - так ... И чтобы убедится в этом - был проведен ряд экспериментов ...

Из источников и литературы - известно, что сопротивление воздушного пространства = 377 Ом ... Это - отношение электрического поля / к магнитному ... Диполь излучает перпендикулярные электрические и магнитные поля, которые только в дальней зоне (равной λ длине волны и более) - становятся синфазными, превращаясь в радио волны ... Емкостная антенна - образует синфазные электрические и магнитные поля - уже изначально являющиеся радио волнами (не в дальней зоне, а - непосредственно в самой антенне) ... Из этой уникальной особенности EH антенны - следует много ее различных свойств ...

Присутствуют ли токи смещения в диполе ? ... Там, где есть емкость - есть и токи смещения ... И, в диполе - они находятся на внутренних точках подключения кабеля и на внешних торцах диполей ... Возникающие токи смещения емкостей диполей - ухудшают его согласование / всей конструкции антенны - с кабелем ... В качестве примера противоречия приведен диполь Надененко, в котором торцы / места подключения кабеля - сведены в точку, снижая паразитные токи смещения ... Токи смещения : в диполе - мешают, а в EH антенне - помогают добиться лучших результатов ...

Изотропный излучатель, теоретически идеальный монополь, точка в пространстве, имеющая идеальную сферическую диаграмму направленности излучения, равномерно во все стороны ... Диаграмма направленности емкостной антенны : по горизонтали - круговая, по вертикали - сферическая ; то есть - не имеет предпочтительных направлений распространения сигнала радио волн ... Это уникальное свойство диаграммы направленности EH антенн объясняется значительно малыми геометрическими размерами - по сравнению с полно / размерным диполем ... Сравнение силы / уровня сигналов - не показывают сколь либо значительных различий - они примерно одинаковы ... Те же факторы - влияют и на поляризацию : у диполя она - горизонтальная или вертикальная (в зависимости от типа установки) ; у емкостной антенны - эллипсная ... В качестве примера приводятся сигналы низко / орбитальных спутников RH / LH круговой поляризации, принимаемые на специализированную громоздкую конструкцию квадрифилярной антенны - нисколько не отличающиеся по силе сигнала от приема на малогабаритную EH антенну ...

К недостаткам емкостной антенны - относятся паразитные емкости, возникающие между любыми ее частями и окружающими предметами, от которых - не избавиться ... На это стоит обратить внимание при изготовлении EH антенны и конструктивно пытаться нивелировать их проявления ... Подводя итоги сравнения емкостной антенны с диполем, можно указать : ...
# Малые размеры, до 20 - 30 раз меньше ...
# Сферическая, все / направленная диаграмма направленности ...
# Эллипсная поляризация, обладающая преимуществами при приеме во многих условиях ...
# Единственный резонанс настройки, без гармоник, с естественной конструктивной фильтрацией ...
# Низкий уровень шума вне индустриальных помех ... Улучшенное соотношение сигнал / шум ...
# Высота установки, максимально низкая, до 1 / 10 λ без влияния на параметры рабочих характеристик ...
# Авто / трансформаторная схема подключения кабеля, с возможностью согласования на любые сопротивления нагрузки ...
# Эпсилон диэлектрической проницаемости ... В электромагнетизме, абсолютная диэлектрическая проницаемость - является мерой электрической поляризуемости диэлектрика ... Материал с высокой диэлектрической проницаемостью - поляризуется больше, в ответ на приложенное электрическое поле (тем самым накапливая больше энергии внутри себя), чем материал - с низкой диэлектрической проницаемостью ... В электростатике, диэлектрическая проницаемость - играет важную роль в определении емкости конденсатора ... Сказанное - также утверждает влияние материала (подложки / корпуса) емкостной антенны на ее рабочие параметры и характеристики ...

Считаю необходимым - заранее добавить эти особенности эксплуатации, к списку достоинств и недостатков емкостной антенны ...
# Высокое развиваемое напряжение в сочетании с повышенной влажностью (роса, дождь) - легко может привести к пробою с повреждением корпуса / изолятора ...
# Возникающее, в режиме передачи, ВЧ электромагнитное или волновое поле - зажигает люминесцентные лампы, может провоцировать высокочастотный ожог тела человека и негативно влияет на близко подключенные дроссели и балуны, которые не рекомендуется устанавливать в непосредственной близости от области действия ВЧ поля ...

Примечание : ... Вот уже несколько часов подряд смотрю и читаю теоретические выкладки, но никак не могу понять, что в действительности означает термин : EH антенна ... Наконец, в поиске на буржуазном языке - промелькнуло : E (electric) - электрическое поле ... H (magnetic) - магнитное поле ... Но, вот, почему - EH, а не - EM ... Покамест - никак не отдупляю ...

Eмкостные EH антенны. Часть 2. Пример расчета. Калькулятор размеров.

... Многие - забивают на теорию антенн, пытаясь сразу переходить к практике ... Теория, без практики - глуха ... А практика, без теории - слепа ... Пример практического изготовления емкостной антенны на 27 мГц, из медной фольги и полипропиленовой трубы диаметром 32 мм ... Все размеры взяты из расчетов ... Расстояние между медными цилиндрами / и катушкой = равно диаметру трубы (32 мм) ... Вы можете использовать собственные расчеты и размеры, отличные от примера ...

... Хотя, на странице автора - указаны и старые версии Excel калькулятора (по русски), все же рекомендуется использовать более новую англо / язычную программу австралийского радиолюбителя VK4ANW по расчету ЕН антенн ... Работа с программой расчетов и размеров антенны - подробно изложена по ссылке на странице автора и в видео материале ...

Однако - подробно разъяснен скользкий момент, который практически нигде не описан : расчет собственной частоты резонанса главной настроечной катушки контура емкостной антенны ... Желательно, чтобы ее собственная частота резонанса - не совпадала с рабочей частотой самой EH антенны ... Расчет проверяется на калькуляторе однослойной катушки с шагом - в программе Coil32 ...

... На официальном сайте программы Coil32, выложены только самые последние авторские версии, не содержащие вредоносного кода ... Во избежание загрузки spyware вирусов с файлообменников - не загружайте исполняемые exe-загрузчики со сторонних сайтов ... Доступные версии для загрузки программы : ... Coil64 для Windows ... Coil64-amd64 ... 32-bit Windows ... Coil64-x86 ... Coil64 portable для Windows ... Coil64 для Mac OS ... AppleCoil64 совместима с версиями El Capitan / Sierra / High Sierra / Mojave ... Coil64 dmg-file ... Coil64 для Linux (deb based) ... UbuntuCoil64 ... Coil64 deb-package ... Coil64 portable для Linux ... rpm-based ... FedoraCoil64 ... Исходный код приложения Coil64 ... Coil32 для Windows XP ... Coil32 for Android ... gCoil32RUS - небольшой Python-script для Linux ... jCoil32 - версия для мобильных устройств на основе технологии J2ME

А также, предлагается скачать дополнительную литературу : ... Справочник по расчету параметров катушек индуктивности ... Расчет индуктивностей (справочная книга) ... Массовая радиобиблиотека, выпуск 443, катушки с ферритовыми сердечниками ... МРБ-0721 Ферритовые антенны ... Проектирование полосковых устройств СВЧ ... Расчет пленочных пассивных элементов ... О тонкопленочных плоских катушках ... Колебательный контур, брошюра, основы расчета ... Расчет характеристик элементов цепей РЭА ... Расчет дросселя, формулы и примеры ... Силовая электроника для любителей и профессионалов ... Радиодетали, радиокомпоненты и их расчет ... Детали контуров радиоаппаратуры ... Расчет и конструирование фильтров на спиральных резонаторах ... Техническая электродинамика, электромагнитные волны в диэлектриках и проводниках ... Справочник по расчетам на микрокалькуляторах индуктивных элементов ...

Дальше, автор, предлагает - 2 варианта изготовления антенны : стандартный (с фазирующей катушкой между цилиндрами обкладок емкостей) ... И - упрощенный (фазирующая катушка - отсутствует, а перемычка оплетки - идет к ближнему краю первого цилиндра) ... Отмечается, что упрощение конструкции - не скажется на ее работоспособности ... Для снижения паразитной емкости перемычка от катушки до дальнего цилиндра - должна располагаться в центре трубки ...

Отклонение, в пару миллиметров - не сыграет большой роли в точности работы антенной конструкции ... Представляет интерес настроечная тула с ферритовым и медным (латунным) наконечниками на концах, облегчающая понимание настройки катушки на частоту резонанса антенны и КСВ ...
* Верхняя часть катушки : шаг витков влияет на установку рабочей частоты ...
* Нижние 2 витка - отстояние от основной катушки влияет на КСВ ...
*** При вводе феррита внутрь катушки : КСВ улучшается - придвинуть витки к основной катушке ...
*** При вводе меди внутрь катушки : КСВ улучшается - отодвинуть дополнительные витки от основной катушке и раздвинуть их, увеличивая шаг намотки ...

Векторный анализатор антенн IW3HEV Antenna Analyzer.

Но, самое интересное - начинается при проверке текущей настройки и снятии характеристик резонанса и КСВ ... Обязательно заземлить оплетку / массу кабеля на землю, иначе все измерения могут стать сильно ошибочными, так как параметры емкостной антенны - категорически зависят от окружающих емкостей ... Также, КСВ и частота - взаимосвязаны и будут меняться, влияя друг на друга ... Для снятия характеристик EH антенны - используется программа ...

... Похоже, что воспользоваться этой замечательной программой в настоящее время, скорее всего, увы - не получится ... Антенный анализатор от 0,1 до 60 МГц для ПК / ноутбука ... Комфортное ПО ... Автоматический поиск минимального КСВ ... Радио любительские диапазоны ... Также измеряет Z ± Xj, фазу и длину кабеля ... Была выпущена версия miniVNA на диапазон 0,1 - 180 МГц ... Анализатор хорошо зарекомендовал себя во многих измерительных ситуациях с использованием компьютера ... Возможность видеть поведение антенны в реальном времени в широком спектре часто является разницей между пониманием и непониманием того, что происходит с антенной ... Антенный анализатор MFJ-259D, по цене стоимостью более 32777 руб. - просто не способен обеспечить динамический объем информации, который делает miniVNA ... Жаль, что у меня не было возможности работать с ним в течение моих прошлых 40 лет в качестве инженера-проектировщика радиочастот ... Позвольте мне быть первым, кто отдаст вам заказ на устройство 1 - 540 МГц, если когда-нибудь вы решите спроектировать и изготовить его ... Таковы восторженные отзывы потребителей первых версий устройств ...

* Оригинальный проект VNA1 Давиде Тосатти IW3HEV на Yahoo! Groups - более недоступен ...
* sourceforge.net/projects/gvna/ - похоже на оригинальный проект, последнее обновление 2005 год ...
* w4wb.com - тоже больше не изготавливает девайс ...
* miniradiosolutions.com/minivna-pro/ - упоминают про MiniVNA PRO, старший брат хорошо известного miniVNA, необычный и уникальный портативный векторный анализатор цепей, который предоставляет множество функций и возможностей, которые идеально подходят для проверки антенн и радиочастотных схем для радиолюбителей и коммерческих пользователей ... Это первый в мире беспроводной анализатор, способный сканировать и отправлять данные с помощью встроенного модуля Bluetooth на удаленный ПК / ноутбук / планшет / смартфон на расстоянии до 100 метров от места расположения или через USB, что - упрощает настройку антенны в реальном времени ...
* vnaj.dl2sba.com/ - что-то похожее на программирование и обновление ПО для miniVNA ... разработка приостановлена ...
* qsl.net/iv3ddm/PROJ/VNA1/VNA1.HTM - похоже на модернизирование оригинальной схемы ... VNA1 - Анализатор антенны с DDS AD9851 ... Этот векторный анализатор цепей (Vector Network Analyzer) основан на генераторе DDS AD9851, детекторе ВЧ-усиления и фазовом детекторе AD8302, а также на 10-битном ADC1549 ...
qsl.net/iv3ddm/PROJ/VNA1/VNA1_RELE_SCH.JPG - указана и схема модификаций ... но это и все, что известно ...

Векторный анализатор антенн и мини радио лаборатория OSA103 Mini.

... Поэтому - придется только наслаждаться видео, как легко и понятно, с помощью специализированной программы - происходит настройка емкостной EH антенны в ожидаемые рабочие параметры ... Однако, может так случиться, что время расстраиваться - слишком рано или еще не пришло ... Если - не использовать специализированную радиолюбительскую разработку, цифровой компьютерный прибор / USB приставку и персональную комбинированную измерительную станцию OSA103 Mini ...

... Невероятный малогабаритный цифровой измерительный прибор за небольшие деньги (от 12 с небольшим тысяч рублей) - предлагает к использование многое - в - одном : ... Многоканальный осциллограф ... Многофункциональный генератор ... Частотомер ... Анализатор спектра ... Измеритель АЧХ, ФЧХ ... Векторный антенный анализатор ... Измеритель LC ... Рефлектометр ... И, ко всему, этому - встроенный SDR приёмо / передатчик, совместимый со стандартным программным обеспечением для СДР радио ... Устройство получает питание по шине USB и не требует дополнительных источников питания ...

XILINX FPGA SPARTAN-6, ПЛИС шестого семейства, изготовленные по технологии 45 нм - конфигурируемая программируемая логическая интегральная схема ... Voltage inverter TPS60403 ... LDO 3,3v MC33275 ... 20 мГц регулируемый системный кварц / генератор с температурной компенсацией ... LDO 3,3v TLV71333 ... ADC 2x100 MSPS AD9288BST-40 ... Флэш память AT45DB041E для хранения калибровок ... Генератор выходного буфера AD8009, усилитель с крайне высоким быстродействием, и феноменальной скоростью нарастания 5500 В/мкс, что делает его идеальным выбором для усиления импульсных сигналов ... Дополнительный выходной буфер на 74LVC2G04 ... Регулируемый step down DC-DC 1,2v FPGA core power LM3670-ADJ ... USB FT232RL 3 Mbps interface chip ...

Если, типовых возможностей стандартной аппаратной части 50 - 400 мГц (импульсно до 1 гГц) будет недостаточно - всегда есть возможность увеличить характеристики за счет модулей / плат расширения ... Модуль OSA-6G, расширение частотного диапазона в режиме ИАЧХ и анализатора спектра до 6.2 GHz ... Модуль 6G-VNA, расширение частотного диапазона в режиме векторного антенного анализатора (однопортового анализатора цепей) до 6.2 GHz ... Модуль FRA-500M, компромиссная работа на гармониках, расширение частотного диапазона до 500 МГц для режимов ИАЧХ и антенного анализатора (информация для самостоятельного изготовления) ... В некоторых случаях измерений, работа прибора требует ручного переключения перемычек ... Специальные модули для работы прибора - без переключения перемычек J1, J2 (информация для самостоятельного изготовления) ... FET Probe, высокоомный пробник на FET транзисторе (информация для самостоятельного изготовления) - нередко приборы измерения изменяют и заваливают форму сигнала, предоставляя неверные измерительные данные ... Идеальный пробник - преследует решения для контактных измерений, без привнесения дополнительного влияния на сигнал в измеряемой цепи : ... Простое и удобное подключение ... Абсолютно достоверная передача сигнала ... Нулевая нагрузка на источник сигнала ... Полная невосприимчивость к шумам ...

... Технические порталы радиолюбителей России, форумы и сайты ... Видео от пользователей, радио обзоры и инструкции по применению и использованию ... Примеры осциллограмм, спектрограмм и графиков ...

... Краткий общий видео обзор большинства функционала радио любительской измерительной станции USB OSA103 Mini ... В том числе и - функции, аналогичные измерению КСВ и параметров антенн, как в приборе IW3HEV Antenna Analyzer ...

Векторный анализатор антенн NanoVNA, портативный и автономный КСВ метр.

... Раз, уж, пошла такая пьянка ... При таком раскладе - никак нельзя не упомянуть про автономный прибор тестер : векторный анализатор антенн и КСВ NanoVNA, также предпочитаемый отдельными категориями радиолюбителей ... Который, кстати - значительно дешевле : от 850 до 3350 рублей, в зависимости от качества и различия предложений продавцов на AliExpress ...

... Прибор разработан edy555, файлы и прошивки размещены на сервисе разработчиков ПО github.com в проекте ttrftech / NanoVNA ...

...

... Первоначально, NanoVNA был разработан для работы на частотах от 50 кГц до 300 мГц ... Сейчас - нет в наличии комплектов для самостоятельной сборки, да и видимо - и нет, в них, острой необходимости ... Комплекты - делали люди, в категории хобби ; это не продукт, и нет гарантии его работоспособности ; дистрибьютор не несет ответственности за любые неисправности или повреждения, вызванные участием в распространении этого набора ... Язык источника - японский ...

На основе конструкции edy555 - разработчик Hugen создал версию аппаратного и программного обеспечения, добавив цепь постоянного тока и расширив частоты измерения, с помощью гармоник - вплоть до 900 мГц ... Edy555 также продолжает обновлять свое ПО, добавляя улучшения ... NanoVNA-H rev3.4 и NanoVNA-H v4.2 - сохраняют отличную динамику измерений до 1,5 ГГц ... Пределы частот прошивки 0.7.0 - увеличены до 2,7 ГГц, но пользователи должны знать о погрешности измерений - выше 1,5 ГГц ...

...

В настоящее время NanoVNA является одним из наиболее активно развивающихся проектов векторного анализатора цепей и антенного анализатора в сообществе любителей самодельного творчества радио ... Купить готовые версии NanoVNA - можно в Европе : Eleshop B.V. , Passion Radio ; в Северной Америке : Nooelec ; в США : R&L Electronics , GigaParts ; в Японии : Switch Science ; в Индии : Fab.to.Lab ; а также на платформах электронной торговли Amazon или AliExpress ... Покупайте напрямую - только через магазины продавцов, указанные по ссылке на официальном сайте ... Другие рекламные ссылки на платформе - могут продавать плохие клоны ... Amazon : AURSINC ... AliExpress : Zeenko ...

... Разработчик cho45 добавляет к NanoVNA функциональность TDR (Time Domain Reflectometer / рефлектометр временной области) ... Сообществу радиолюбителей часто требуются измерения во временной области, чтобы быстро измерить длину коаксиального кабеля и определить точку повреждения - путем вычисления прерывистого импеданса ... Язык источника - японский и английский ...

... Прошивка от разработчика DiSlord оптимизирует работу и повышает скорость измерения, и добавляет некоторые полезные функции автоматических измерений ...

Основы работы с NanoVNA ... Векторный анализатор цепей измеряет частотные характеристики отраженной и проходящей ВЧ радио мощности ... Измеренные сигналы напряжения позволяют рассчитать коэффициенты : отражения S11 и передачи S21 ... На основе измеренных параметров могут быть получены вычисления : потери, комплексное и реактивное сопротивление, а также - КСВ ... Учитывая сложные и динамичные измерения, перед началом работы (после включения, прогрева и достижения стабильности) - прибор необходимо откалибровать ... Транзисторная техника обычно достигает стабильности в течении одной минуты работы при комнатной температуре (мое частное мнение, если в инструкции не указано иное) ...

Калибровка проводится навинчиванием SMA резьбовых разъемов / наконечников, преднастроенных на : обрыв, КЗ и нагрузка 50 Ом ... Зачем использовать наконечник на обрыв, если в нем нет проводимости ? ... - видимо для коррекции входной емкости и индуктивности, которые могут присутствовать, даже при обрыве, а SMA наконечник - просто изолирует (экранирует) вход от внешних помех ... Калибровка, в основном - должна выполняться всякий раз, когда изменяется измеряемый частотный диапазон ... Данные калибровки - сохраняются в памяти и могут быть загружены повторно ...

Интересный режим TDR - поиск места неисправности кабеля ... В режиме импульс низких частот - соответствует распределению времени ... Начальная частота - устанавливается на минимальную 50 кГц, а конечная частота - должна быть установлена, в соответствии с измеряемым расстоянием (существует компромисс) ... Используя калькулятор длина волны в частоту - можно предположить, что для 1 метра конечная частота = 300 мГц ... для 5 м = 60 мГц ... для 10 м = 30 мГц ... для 15 м = 20 мГц ... Однако, фактически : скорость передачи электромагнитных волн в кабеле - зависит от материала ... Velocity Factor / скорость распространения - приводится в технических характеристиках кабеля и должен быть введен в прибор, как - число корректировки ... Полученное время импульса (в месте трабла кабеля), во временной области - можно преобразовать в расстояние (но, если честно - не очень понятно как это делается, а явный пример - не приведен) ... Также, специальным образом - выявляются обрывы и КЗ : емкостей и индуктивностей кабеля ...

Обновление прошивки NanoVNA, как и многих устройств на MCU ARM STM32 микроконтроллерах - требует специализированные утилиты ПО и выход в режим DFU firmware upgrade ... Версии прошивок для разных размеров экранов дисплеев - могут быть несовместимы ... На старых моделях, вход в режим DFU - выполняется аппаратно / перемыканием контактов VDD - BOOT, новые версии прошивок - из меню поддерживают программный вход в режим перепрограммирования ...

Векторный антенный анализатор NanoVNA поддерживают программы и приложения компьютерной выгрузки и обработки полученных данных ... NanoVNA-App ... NanoVNASaver ... NanoVNA-Web-Client / WebApp - вообще, подключается к устройству и работает - прямо из браузера Chrome ... Android App - работает со смартфонами на базе Андроид ... Также, всем заинтересованным - предлагают обратить внимание на : TinySA, небольшой анализатор спектра и генератор сигналов ; и LibreVNA - современный, полнофункциональный 2-портовый векторный анализатор цепей на базе USB до 6 ГГц (но и по цене - почти втрое выше и без экрана дисплея, зато с вдвое лучшей динамикой 100 дБ / 3 гГц) ...

Измерительное и настроечное оборудование - вещи, конечно же, полезные ... Но, если, обычный (пусть и с несколькими формами выхода) сигнал / генератор - можно купить за 800 - 5000 рублей, то ГКЧ (применяемый для снятия АЧХ звуковых и ПЧ трактов, настройки резонансных или полосовых кварцевых фильтров, что без генератора качающейся частоты - становится невыполнимым заданием) - начинаются уже от 30000 руб. ...

... Конечно - можно заняться изготовлением подобного измерительного прибора - самому, не забывая, что и сам ГКЧ - требует предварительной наладки и настройки ... Или обратить внимание на промышленные образцы / конструкторы для самостоятельной сборки ...

... СуперАйс, магазин инструментов и электронных компонентов - предлагает весьма недорогой (3820 руб.) и программируемый сигнал / генератор, в том числе и с функцией ГКЧ, и с алгоритмом импульсного управления моторами для робототехники ...

Eмкостные EH антенны. Часть 3. Уточнения и дополнения.

... Пояснительное видео ... Частота собственного резонанса катушки контура на графике ... Паразитные емкости антенны ... Для последовательного контура - добротность растет вместе с увеличением индуктивности L с одновременным сужением полосы пропускания ... В программе MMANA расчеты емкостной антенны - недостоверны (так как софт ориентирован на стандартные токи в антенне) ... Электродинамический моделировщик Ansoft Designer - нуждается в добавлении эквивалентного сопротивления излучения (иначе формулы - разваливаются) ...

Приведены и схемы подключения кабеля к EH антенне ... Классическая Star, автотрансформатор с отводом ... С катушкой связи и сужением полосы пропускания ... С двумя отводами, симметричная линия ... И самая неудачная схема с дополнительной согласующей емкостью ... Рассмотрен и способ изготовления антенны не на трубе, а на пластине, что значительно облегчает монтаж внутренних перемычек ... Компоненты приклеиваются клеевым пистолетом ... Конструкция на пластине - менее надежная, но - более работоспособная (за счет снижения потерь в массе пластика) ... Интересен и простейший вариант из двух пластин в одной плоскости ; выводы катушки припаиваются непосредственно к пластинам ... Варианты : плоско / трубчатая или плоско / сферическая - не имеют больших отличий (разница 1 - 2 дБ, на грани погрешности измерений) ... А вот EH антенна с плоской катушкой на 900 мГц - работает не совсем хорошо и не рекомендуется к повторению ...

Родоначальниками разработки емкостных антенн являются : ... Тед Харт, W5QJR ... Ллойд Батлер, VK5BR ... Конни Винрот, SM6DCO ... Константин Павлович Харченко, теоретик и разработчик антенн, известный каждому радиолюбителю в СССР и России ... Антенные конструкции I2MTW, RW9XU ...

... книга про антенны EH Antenna Systems ... Формат PDF, английский язык, 12 страниц ...

... EH Antenna Systems ... Формат PDF, английский язык, 36 страниц ...

Емкостные EH антенны. Часть 4. 27 МГц - вопросы и ответы.

... Никто, в том числе и сам автор - не ожидали, что последует продолжение истории ... Основные вопросы касались результатов тестирования емкостной EH антенны на 27 мГц открытого радиолюбительского диапазона радиосвязи ... Как работает антенна ? ... Частота 27 мГц - выбрана не случайно ... Можно было сделать КВ на единицы мГц или УКВ на 144 мГц ... Однако, именно частота 27 мГц - явилась компромиссной, и еще потому, что есть открытые Си-Би диапазоны для работы без лицензии и позывного ...

Двух цилиндровая EH емкостная антенна 35 см - сравнивалась с обычной автомобильной Sirio Turbo 3000 1,4 метра ; БУ и устаревшей конструкции ... Поскольку антенна уже была перестроена владельцем - выше к 30 мГц, то все антенны были перестроены ближе к 29 мГц, чтобы синхронизировать результаты испытаний ... Третий кандидат на сравнение : диполь G5RV, хорошо известная полноразмерная 2 х 15,5 метров (8 метров над землей) ...

Штырь автомобильной антенны 27 мГц - не является законченной конструкцией ... Она предназначена взаимодействовать с корпусом автомобиля ... В качестве аналога авто использован фольгированный стеклотекстолит 1,2 х 1,2 метра ... Тест производился на расстоянии 10,5 км ; профиль рельефа местности - не имеет прямой видимости ; мощность передатчика 5 Вт ... В качестве индикатора силы приема использован S-метр Web SDR приемника 37.28.169.49:8073 ... Штыревая авто антенна показала качество приема - на 10 дБ хуже, чем полноразмерный 31-метровый диполь G5RV и 35-сантиметровый коротыш емкостной антенны, которые показали одинаковые результаты ...

Однако следует учесть, что EH - это полноценная антенна и при установке на автомобиль - корпус авто поглотит часть излучения и результаты будут плохие ... Есть вариант установить ее на пластмассовый спойлер грузовика (надо смотреть и думать) ... Вариант плоской емкостной антенны (две перпендикулярные пластины) - показал, еще на 3 - 3 дБ лучший вариант ...

Комментарий : Вставлю свои 5 копеек ... Особенности приема Си-Би на 27 мГц - показали, что даже не связанный с массой авто λ / 4 длины волны провод (без всяких катушек) - уже значительно улучшает прием ... Но, еще большее значение - оказывают погода, облачность и сверх дальнее прохождение радио волн ...

EH antenna. Чудо, магия Вуду или синфазные излучения. Мнения оппонентов.

... ЕН антенна ... Слухи, мнения комментарии ... Многие антенны функционируют из-за синфазных токов, а не работают - вопреки им ... Все эти антенны становятся значительно худшими излучателями, если исключить синфазные токи в линиях питания ... Почему ? ... Потому что фидерная линия - это фактический излучатель, а НЕ крошечная вещь, которую они называют антенной ... Непонимание или неправильное применение уравнений Максвелла и принципов, лежащих в основе излучения, в сочетании с упущением некоторых очень ключевых моментов традиционной теории цепей вызывает проблемы ... Обзор этих антенн и связанных с ними теоретических или технических ошибок поможет нам понять, как работают антенны и линии передачи ... Обладая этими знаниями, мы можем создавать более совершенные антенные системы ... Самый быстрый и лучший способ учиться - часто и детально анализировать ошибки ...

Статьи и отчеты пользователей емкостных антенн, имеют одну общую черту : рабочие описания почти всегда включают явные индикаторы проблем с синфазным током линии питания ... Авторы обычно предупреждают пользователей : НИКОГДА не перекрывайте линии подачи балунами и убедитесь, что линия подачи прямая и свободная ... Авторы возлагают вину за радиочастотные ожоги от фидерных линий - на высокую эффективность излучения антенны, утверждая, что эти маленькие волшебные антенны - излучают настолько эффективно, что естественно возбуждают фидер и оборудование больше, чем полноразмерные антенны ... Разработчики EH антенн утверждают : ... Из-за сильного излучения на ЕН-антенне будет некоторая ВЧ-связь с коаксиальным кабелем ... Является ли это проблемой, зависит от используемого вами радио ... В некоторых полевых условиях со 100-ваттными передатчиками у нас было так много радиоволн в радио, что вы можете получить радиочастотный ожог ... ВЧ ожоги превращают недостаток дизайна в особенность, а нежелательные радиочастоты появляются из-за того, что антенна - работает так хорошо ...

Причины ВЧ излучения на экране кабеля и шасси оборудования ... 1) Антенна из-за плохой конструкции линии или точки питания может подключаться к шасси радиостанции через внешнюю проводку или кабели, подключенные к радиостанции ... 2) Само радио шасси, будучи большим с точки зрения длины волны, может фактически стать антенной и принимать энергию от реальных желаемых сигналов - по воздуху ... Вероятно, можем исключить вторую причину - маловероятно, что шасси представляет собой большую часть длины волны длиной 20 метров и что антенное поле внезапно становится настолько сильным, что - освещает дом радиочастотным излучением ... В конце концов, если энергия излучается эффективно, она будет идти на удаленные станции, а НЕ готовить вас или радиоприемник, как в микроволновке ...

Остается только одна причина : плохая точка питания и конструкция антенны, в качестве причины синфазной линии питания или токов в проводке, которые возбуждают экран коаксиального кабеля и, в конечном итоге, радиошасси ... Очень небольшой ток, протекающий без сопротивления на большом линейном расстоянии - будет излучать довольно сильный сигнал, потому что сопротивление излучения длинной антенны, как правило, очень велико по сравнению с очень короткими антеннами ...

Поля, изменяющиеся во времени, не могут проходить через экран толщиной более нескольких толщин скин-слоя ... Внутренняя часть щита и внешняя часть - изолированы скин-эффектом, и ничего не проходит ... Если мы приведем изменяющееся во времени электрическое поле - к нулю в системе, изменяющееся во времени магнитное поле также будет по определению - равным нулю ... Экран действительно изолирует центральную жилу от изменяющихся во времени магнитных полей на внешней стороне кабеля ...

Если кто-то думает, что ферритовый сердечник влияет на импеданс внутри коаксиального кабеля, который НЕ имеет значительного синфазного тока и им нужно только надеть несколько бусинок на кабель ... Вы не обнаружите абсолютно никакой разницы в производительности системы при добавлении бусинок, доказывая, что Тед - не прав ... Использование небольшого дросселя, сделанного из нескольких витков коаксиального кабеля, является хорошим решением ... Мы обнаружили, что провод, подключенный к заземляющей стороне коаксиального кабеля на антенне и соединенный либо с заземляющим стержнем, либо с проводом, проложенным на земле, устранит проблемы с радиочастотами - в большинстве случаев ... Для некоторых радиостанций нам также необходимо добавить к ней заземляющий провод ... Конечно - заземляющий провод становится путем для синфазных токов или, по крайней мере, для их части ... Дополнительный провод к земле становится частью длиннопроводной антенны (сделанной из экрана кабеля), которая фактически излучает большую часть ...

Предпочтительный метод - подключить коаксиальный кабель к земле, а затем обратно к радио ... Понятно, почему это предпочтительный метод ... Внешняя сторона экрана коаксиального кабеля может оставаться первичной антенной, избавляя нас от необходимости устанавливать дополнительный провод заземления, который становится антенной в предыдущем предложении ... В приведенном выше тексте мы видим, что каждое решение тщательно избегает установки эффективного дроссельного балуна на линии питания ... Правильно спроектированный и эффективный дроссельный балун - не влияет на КСВ коаксиального фидера или системы, если только фидерная линия - не излучает ...

Давайте посмотрим на еще одного экспериментатора ЕН антенны, Стива ... С помощью моих коротких (и простых) тестов я пришел к выводу, что потеря EH составляет около 10 дБ по сравнению с моей короткой вертикальной антенной и емкостной шляпой наверху ... 10 дБ - это большое количество энергии, но помните, что мы используем 2 маленьких цилиндра по 37,5 см на полосе 160 м ... моя вертикаль показала себя лучше, чем уклон длиной 40 м, так что, возможно, потери по сравнению с полноразмерным диполем не так уж и велики ... Стив утверждает, что EH антенна теряет около 10 дБ по сравнению с наклоном на 1/4 дюйма, который имеет непредсказуемую эффективность ... Типично - вероятно, он будет эффективен только около в 50 процентах - в лучших ситуациях, и, скорее всего, намного хуже ... Данные Стива опровергают утверждение Теда, а изобретатели CFA заявляют, что антенны с перекрестным полем обеспечивают высокую эффективность ...

Кажется, есть что-то хорошее ... может быть, оптимизируем что-то, что мы можем получить больше усиления (или, лучше, мы можем потерять меньше дБ) ... Эта антенна может быть полезна на низком диапазоне, особенно на 137 кГц (цилиндр EH должен быть 6 м высотой с диаметром 2 м.) ... В сети я видел другую подобную антенну (ISOTRON), которая, кажется, выходит (как EH антенна) из антенн CFA ... на итальянском Radio Rivista (1995-1996) была такая же информация об Antenna Toroidale ... Стив, кажется, говорит то, с чем мы все согласны ... Короткая антенна излучает, но не так хорошо, как полноразмерная ... Кстати, я думаю, что мой EH не для Dxing ... он будет полезен тем радиолюбителям, которые не имеют возможности устанавливать длинные антенны для НЧ диапазона, но хотят просто провести локальное QSO или несколько контест-контактов ... Я согласен ... Потери 10-20 дБ от полноразмерной антенны не сделают хорошей DX-антенны ...

А теперь вот проблемы со строкой : ток в канале ... Другой момент - настройка ... я думаю, что это не так просто, как говорят другие ... я использовал MFJ259B, который рассказывает мне все об антенне, но настройка была критической ... С другой стороны, конструкция проста ... я хочу предложить вам, во время настройки подключить MFJ259B к заземлению (если оно есть) ... В противном случае EH, вероятно, будет резонировать выше (на 20 - 30 кГц) ... Если заземление и отключение от заземления антенного анализатора или любого другого оборудования, подключенного к коаксиальному кабелю, вызывает изменение резонансной частоты или КСВ антенны - система имеет серьезные проблемы с излучением в линии питания ...

Влияние коаксиального кабеля ... если вставить больше коаксиального кабеля, резонанс, кажется, немного изменится ... я полагаю, что это нормально ... я не знаю наверняка, излучает линия или нет ... я добавил две формы катушки из железного порошка обратно в свой TX и производительность EH не изменилась ... Позже я добавил 2 большие ферритовые бусины с большим количеством витков на крыше (в точке питания EH) - и все изменилось ... Мой сигнал был на 3 пункта S слабее, чем раньше, и КСВ был очень высокий ... Я не знаю, вызвана ли эта потеря измененным резонансом в EH (как я уже говорил ранее, производительность за пределами полосы пропускания быстро снижается ... Мы снова видим, что любая попытка уменьшить излучение в линии питания приводит к тому, что антенна излучает не очень хорошо ... С заглушенной линией питания, EH-антенна Стива сбросила 3 S-единицы в дополнение к исходным 10 дБ от его наклона, или, может быть, 25 дБ или больше ... Во всех вышеперечисленных противоречиях, несомненно - есть скрытый смысл ...

Как на самом деле работает ЕН антенна ? ... Есть много примеров, когда конструкторы намеренно используют синфазные токи ... Мы видим, что, подвешивая любой проводник к концу коаксиального кабеля - экран возбуждается (снаружи) синфазным током ... Электрический эквивалент внешней стороны экрана - такой же, как если бы генератор, расположенный на конце экрана, управлял внешней стороной экрана, как - длиннопроводной антенной ... Это согласуется с законами Кирхгофа, согласно которым сумма токов, входящих в точку, должна равняться сумме токов, выходящих из этой точки ... Чтобы любой ток протекал вверх в антенну, равный ток должен течь обратно вниз по внешней стороне экрана ...

Когда один ампер течет по центральному проводнику - такой же уровень тока течет обратно по внешней стороне экрана ... (Внутренняя и внешняя части экрана изолированы глубиной проникновения тока на рабочей частоте, и их можно рассматривать как два независимых проводника, подключенных через открытый край экрана) ... Мы ДОЛЖНЫ иметь этот ток - просто потому, что ток внутри экрана - ВСЕГДА равен и противоположен току в центральном проводнике ... Должно быть какое-то место для протекания этого экранирующего тока, чтобы он изгибался на конце кабеля и стекал обратно наружу ...

Вот почему, когда мы используем экран кабеля в качестве заземляющего провода, центральный проводник и внутренняя часть экрана ничего не делают для уменьшения сопротивления ... Любой ток, протекающий по центральному проводнику, нейтрализуется током, протекающим по внутренней стенке экрана, в результате ток вообще не течет по центральному проводнику, пока экран имеет толщину в несколько слоев ... Многие антенны намеренно и непреднамеренно используют этот принцип ...

В недавней статье Antennex, посвященной волшебным сверхкомпактным антеннам - утверждается, что идентичная система, использующая толстый цилиндр, имеет отличные характеристики ... Небольшой цилиндр с катушкой на самом деле составляет лишь часть длины антенны и, будучи такой короткой, имеет очень маленькое сопротивление излучения ... Упущен момент, что экран кабеля - очень длинный и находится последовательно с этим коротким участком ... Поскольку экран длинный, он также имеет достаточно высокий импеданс, как по радиационной стойкости, так и по сопротивлению потерь ... Уменьшение длины заглушки приводит к незначительному снижению радиационной стойкости, потому что общая длина излучающей системы - очень велика ... У нас есть простой диполь с питанием от центра, с одной очень длинной ножкой и одной очень короткой ножкой ...

Главный излучатель находится снаружи экрана фидерной линии, а не крошечный элемент, называемый антенной ... Если мы не сделаем коаксиальный экран бесконечной длины или не проведем его через то, что составляет бесконечную пластину заземления с нулевым сопротивлением - ток будет течь по экрану кабеля ... Глядя - мы обнаруживаем, что даже несколько рукавов - выглядят, как параллельно настроенные высокоомные цепи, не полностью развязывающие экран ... Многие коллинеарные антенны работают по этому принципу, но антенны EH и другие - приписывают это некоторой форме электро вуду ...

EH antenna. Тест самопальной пиратской конструкции, по баночной технологии.

... Не могу ничего сказать за емкостную антенну, как за - передающую ... Но, как - приемная ... Даже с учетом чувствительности знаменитого приемника Degen ... Который, при подключении внешней антенны - заметно поднимает громкость станций и шкалит индикатором уровня приема ... От примитивной конструкции EH антенны из консервных банок и тяп / ляп вручную намотанной катушкой [ хорошо, что Тесла - не видел этого ))) ] ... Наверно, действительно - стоит попробовать ... А, может быть - даже в сочетании с ВЧ усилителем прототипа антенны Mini Whip, с полевым транзистором на входе, который - как раз и любит емкостные антенные пластины на входе ... Сразу решается несколько проблем : чувствительная избирательная антенна, полосовой ВЧ фильтр за счет резонансной частоты приема и хорошая совместимость с полевым УВЧ входом - именно то, чего так не хватает малогабаритной Mini Whip антенне для приема на КВ ...

А, ведь, действительно ... EH прототипы - имеют некоторую схожесть и с Патч антенна, Patch, которые - также предпочитают приемные пластины псевдо / конденсаторного типа и весьма не брезгуют ассимиляцией с малошумящими LNA ВЧ / СВЧ усилителями сигналов радиоволн ... Ведь, имеет же право на жизнь - диско / конусная антенна ? ... А - почему бы и нет ? ... Понятно, что есть законы Максвелла, Герца ... Как и то, что до сих пор нет внятного ответа на вопрос : что такое электричество, и почему оно : то электро / то - магнитное ... Попов, вот, тоже - ни одной формулы не внедрил, а радио - изобрел ... Теория - теорией, а практика - практикой ... Думаю, что это - просто разные пути к одной и той же цели ...

Раздел antenna : список всех страниц ...