Технический КВ форум. Технический КВ форум. «Своими знаниями и опытом НАДО ДЕЛИТСЯ!» НАДО ДЕЛИТСЯ!» (с) RA6LBS Радиолюбительский фестиваль «Домодедово – 2005».

Комплекс приемных антенн Beverage 3 двунаправленных, переключаемых + 6 «фазированных» Андрей Федорищев

А зачем они нужны? На диапазонах метров никакая антенна не может быть единственной, «самой лучшей»! На диапазонах метров никакая антенна не может быть единственной, «самой лучшей»! ни Yagi, ни Quad, ни 4 Square, не обеспечивают полноценного,ни Yagi, ни Quad, ни 4 Square, не обеспечивают полноценного, эффективного приема! Почему? Почему? местные и атмосферные источники помех;местные и атмосферные источники помех; азимут и углы места принимаемых сигналов;азимут и углы места принимаемых сигналов; Что должна сделать приемная антенна: Что должна сделать приемная антенна: улучшить соотношение сигнал/шум;улучшить соотношение сигнал/шум; для этого нужно иметь пространственную направленность;для этого нужно иметь пространственную направленность; ещё раз иметь направленность;ещё раз иметь направленность;

Почему Beverage ? Плюсы: cамая эффективная и простая для DX работы;cамая эффективная и простая для DX работы;Минусы: размеры;размеры; самая «полезная» длинна это 2-3, а значит требуется двухдиапазонное решение!самая «полезная» длинна это 2-3, а значит требуется двухдиапазонное решение!Важно: всё что относится к простому Beverage, точно также относится к двухпроводному, переключаемому, двунаправленному Beverage!всё что относится к простому Beverage, точно также относится к двухпроводному, переключаемому, двунаправленному Beverage!

Нужно не менее 6 направлений!

Простая схема расположения двунаправленных антенн RB 2, для приема 6 направлений

У всех ли есть столько места как наRW2F ? 8 антенн Bv, ящик коммутации «в центре», UA2FF

Двухпроводная, двунаправленная антенна Beverage – RB 2 Первые упоминания в литературе: Первые упоминания в литературе: E.Laport, Radio Antenna Engineering, pp (New York; McGraw Hill Book Co., 1952) V.Misek, Beverage Antenna Handbook (W1WCR, 1985) Это существенная экономия места, проводов, стоек, труда … Это существенная экономия места, проводов, стоек, труда …

Упрощенная схема двунаправленной, переключаемой антенны RB 2

Схема блоков согласования RB 2

Расчёт трансформаторов N1 = N3 = Z coax; N1 = N3 = Z coax; N2 = N8 = Z bev; N2 = N8 = Z bev; (N4+N5) = (N6+N7) = Z line (N4+N5) = (N6+N7) = Z line N4 = N5 = N6 = N7; N4 = N5 = N6 = N7; Rx N1 = 4 * Z coax = 200 Ом; Rx N1 = 4 * Z coax = 200 Ом;

Блок согласования

Трансформаторы типа Best of the best - бинокуляры

Блок нагрузки RB 2, вариант антенны «полёвка».

Антенна «Классика»

Антенна «Вертикальный модерн»

начало - конец … Два варианта выполнения: на столбе и наклонно к земле. зима 2003 года.

Классическая двухпроводка, в лесу, QTH UA3TCJ

Но «правильная» антенна RB 2 делается из ОДНОЙ «полёвки»! И она переключается в ДВА направления! осень, зима г.

Релейный коммутатор и пульт управления

Как Beverage L=174 м. работает? На диапазоне 80 метров: На диапазоне 80 метров: почти всегда превосходит 4Square !почти всегда превосходит 4Square ! иногда превосходит полноразмерный, вращаемый, «двойной квадрат», траверса на высоте 55 метров, по соотношению сигнал/шум;иногда превосходит полноразмерный, вращаемый, «двойной квадрат», траверса на высоте 55 метров, по соотношению сигнал/шум; часто прием ЛУЧШЕ, КОМФОРТНЕЕ, чем на «двойной квадрат»;часто прием ЛУЧШЕ, КОМФОРТНЕЕ, чем на «двойной квадрат»; На диапазоне 160 метров: На диапазоне 160 метров: всегда лучше четвертьволнового вертикала (39 метров) всегда лучше четвертьволнового вертикала (39 метров) Но захотелось ЕЩЁ ЛУЧШЕ! Что делать? Но захотелось ЕЩЁ ЛУЧШЕ! Что делать?

«Фазированные» антенны – следующий этап! «Фазирование» – сложение (суммирование) сигналов 2х или более антенн, разнесённых в пространстве; «Фазирование» – сложение (суммирование) сигналов 2х или более антенн, разнесённых в пространстве; Плюсы: Плюсы: большее усиление по сравнению с одиночным элементом;большее усиление по сравнению с одиночным элементом; изменение диаграммы во ВСЕХ плоскостях;изменение диаграммы во ВСЕХ плоскостях; Минус: Минус: Большая требуемая площадь;Большая требуемая площадь;

«Базовый элемент – антенна бегущей волны, Beverage»

Схема «Broadside», 2 х RB - суммирование без фазового сдвига

Плюсы: сужение диаграммы направленности; сужение диаграммы направленности; усиление + 3db по сравнению с одиночным элементом; усиление + 3db по сравнению с одиночным элементом; возможно применения фазового сдвига при суммировании для «поворота» переднего лепестка; возможно применения фазового сдвига при суммировании для «поворота» переднего лепестка;Минусы: требуется разнос элементов до 0,625 ; требуется разнос элементов до 0,625 ; оптимальная по усилению двухэлементная антенна НЕ может быть двух диапазонной; оптимальная по усилению двухэлементная антенна НЕ может быть двух диапазонной;Важно: идентичность и хорошее согласование входных импедансов антенн;

Схема «Stagger» 2 x RB - суммирование с фазовым сдвигом Плюсы: небольшое увеличение занимаемой площади по сравнению с одиночным Bv; небольшое увеличение занимаемой площади по сравнению с одиночным Bv; значительно лучшее подавление «заднего» лепестка; значительно лучшее подавление «заднего» лепестка; возможность реализации простого, широкополосного (октава!) «суммирования»; возможность реализации простого, широкополосного (октава!) «суммирования»; возможность применения «дополнительного» фазового сдвига для «поворота» максимума затухания в заднем лепестке; возможность применения «дополнительного» фазового сдвига для «поворота» максимума затухания в заднем лепестке;Минусы: меньшее «реальное» усиление, чем в случае «Broadside»; меньшее «реальное» усиление, чем в случае «Broadside»;

Схема «Stagger» 2 x RB - суммирование с фазовым сдвигом

«Stagger I» - Cross Fire Phasing. tnx W8JI

Блок Stagger I

Что можем сделать ? Условия: 100 метров в «ширину» и 400 в «длинну» - соседний лес;100 метров в «ширину» и 400 в «длинну» - соседний лес; хочется максимум и на 80 и на 160;хочется максимум и на 80 и на 160;Выбираем: 3 пары антенн «Stagger» со сдвигом 30/3 метров между элементами пары и расстоянием 45 метров между парами;

Решётка 3 х «Stagger»

Плюсы: оптимальное решение с точки зрения разносов 6 антенн для работы на двух диапазонах при имеющемся месте; оптимальное решение с точки зрения разносов 6 антенн для работы на двух диапазонах при имеющемся месте; Хороший компромис расстояний в блоке антенн «Stagger», S=30 м.;Хороший компромис расстояний в блоке антенн «Stagger», S=30 м.; Почти максимум характеристик при суммировании «Broadside» - 2 пары Stagger на диапазоне 160 метров с разносом и три пары на диапазоне 80 метров;Почти максимум характеристик при суммировании «Broadside» - 2 пары Stagger на диапазоне 160 метров с разносом и три пары на диапазоне 80 метров;Минусы: без теодолита, 6 антенн Beverage длинной 330 метров, в лесу, на столбиках, симметрично и правильно не поставить! без теодолита, 6 антенн Beverage длинной 330 метров, в лесу, на столбиках, симметрично и правильно не поставить! 330 метров слишком длинная на 80; 330 метров слишком длинная на 80; потребуется полкилометра кабеля и 2 километра провода; потребуется полкилометра кабеля и 2 километра провода;Требования: возможность использования каждого «элемента» отдельно: возможность использования каждого «элемента» отдельно: Одиночный Bv, L= 330 м.;Одиночный Bv, L= 330 м.; Stager 2хBv;Stager 2хBv; 2 х Stager Bv;2 х Stager Bv; 3 х Stager Bv;3 х Stager Bv; подключение планируемых антенн: подключение планируемых антенн: длинный, (800 м.), лежащий на снегу Bv, в направлении JA и предусилители антенн 14-28;

Сумматор 3 х «Stagger»

«Stagger II»

итоговая структурная схема

Коммутатор АК 4/8

Предусилитель

Пульт

Сколько разъемов?

Как «решётка 3х2» работает в направлении 300 градусов? На диапазоне 160 метров любая «комбинация» всегда и безусловно превосходит двунаправленный Beverage, L=174 м.; На диапазоне 160 метров любая «комбинация» всегда и безусловно превосходит двунаправленный Beverage, L=174 м.; На диапазоне 80 метров очень часто выигрывает ОДИНОЧНЫЙ, более КОРОТКИЙ, двунаправленный Beverage, L=174 м.! На диапазоне 80 метров очень часто выигрывает ОДИНОЧНЫЙ, более КОРОТКИЙ, двунаправленный Beverage, L=174 м.! Решётка проигрывает потому, что у неё лепесток в вертикальной плоскости НИЖЕ, чем нужно для 80 метрового диапазона и кроме того очень уж диаграмма УЗКАЯ …Решётка проигрывает потому, что у неё лепесток в вертикальной плоскости НИЖЕ, чем нужно для 80 метрового диапазона и кроме того очень уж диаграмма УЗКАЯ … Хочется и эту систему сделать ЕЩЁ ЛУЧШЕ! Хочется и эту систему сделать ЕЩЁ ЛУЧШЕ!

Изменение диаграмм одиночного Bv, с изменением его длинны: В вертикальной В вертикальнойплоскости В горизонтальной В горизонтальной плоскости плоскости Plot animation courtesy of Greg Ordy, W8WWV от 75 до 400 через 15м

О «моделировании» антенн приближенных к земле Моделирование антенн расположенных около «земли» расчётными «движками» NEC-2 (MMANA), NEC-3, имеет массу СУЩЕСТВЕННЫХ ограничений и упрощений: Моделирование антенн расположенных около «земли» расчётными «движками» NEC-2 (MMANA), NEC-3, имеет массу СУЩЕСТВЕННЫХ ограничений и упрощений: свойства земли (проводимость и т.п.) – а КТО ЭТИ СВОЙСТВА МЕРЯЛ И ЗНАЕТ ?свойства земли (проводимость и т.п.) – а КТО ЭТИ СВОЙСТВА МЕРЯЛ И ЗНАЕТ ? гомогенность свойств земли под длинными, приемными антеннами типа Beverage, никто не может обеспечить;гомогенность свойств земли под длинными, приемными антеннами типа Beverage, никто не может обеспечить; возможность корректного «учёта» влияния земли расчётным модулем моделировщиков NEC-2 (MMANA), NEC-3 не предусмотрена;возможность корректного «учёта» влияния земли расчётным модулем моделировщиков NEC-2 (MMANA), NEC-3 не предусмотрена; влияние расположенных рядом строений, деревьев, мачт, проводов нельзя учесть корректно, поскольку даже описать эти предметы неполучится;влияние расположенных рядом строений, деревьев, мачт, проводов нельзя учесть корректно, поскольку даже описать эти предметы неполучится; корректность применения метода источников тока и наведённой ЭДС при моделировании ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗНЕСЁННЫХ ПРИЕМНЫХ АНТЕНН спорна …корректность применения метода источников тока и наведённой ЭДС при моделировании ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗНЕСЁННЫХ ПРИЕМНЫХ АНТЕНН спорна … Моделирование таких антенн, правомерно только для приблизительной оценки диаграмм … Моделирование таких антенн, правомерно только для приблизительной оценки диаграмм …

Следующие возможные шаги развития системы : применение антенн RB, L=330 м., с ПЕРЕКЛЮЧАЕМОЙ длинной 165 или 330 м.; применение антенн RB, L=330 м., с ПЕРЕКЛЮЧАЕМОЙ длинной 165 или 330 м.; применение небольшого фазового сдвига в сумматоре «Broadside» для электрического «поворота» переднего лепестка диаграммы антенн; применение небольшого фазового сдвига в сумматоре «Broadside» для электрического «поворота» переднего лепестка диаграммы антенн; применение ДВУНАПРАВЛЕННЫХ антенн RB 2, L=330 м., с ПЕРЕКЛЮЧАЕМОЙ длинной 165 или 330 м.; применение ДВУНАПРАВЛЕННЫХ антенн RB 2, L=330 м., с ПЕРЕКЛЮЧАЕМОЙ длинной 165 или 330 м.;

Полезные источники информации: A wave Antenna for 200-meter reception, A wave Antenna for 200-meter reception, H.H. Beverage, QST, November 1922, pp.7-15 H.H. Beverage, QST, November 1922, pp Beverage Antennas for Amateur Communication, Beverage Antennas for Amateur Communication, John S. Belrose, VE2CV, QST, Feb, 1983 E.Laport, Radio Antenna Engineering E.Laport, Radio Antenna Engineering (New York; McGraw Hill Book Co., 1952) The Beverage antenna handbook, The Beverage antenna handbook, Victor A. Misek, Third edition, 1997 «Коротковолновые антенны», «Коротковолновые антенны», под редакцией Г.З. Айзенберга, Москва, Радио и связь, 1985 «КВ антенны–рупоры без видимых стенок», «КВ антенны–рупоры без видимых стенок», К.П.Харченко, Москва, Радиософт, 2003 ON4UN`s Low Band DXing, ON4UN`s Low Band DXing, John Devoldere, ARRL, 4 th edition, 2005

Благодарности: Андрею Кремнёву – UA3TCJ, за предоставленную возможность поэкспериментировать и терпение …

Благодарности: Нашим жёнам - Ольге и Ирине, за терпение и понимание … Нашим жёнам - Ольге и Ирине, за терпение и понимание …

Благодарности: Бою и Алисе за Бою и Алисе за многолетнюю и добросовестную охрану наших антенных полей …