Украинский КВ портал
Новости Украинский УКВ портал
Суббота, 22.07.2017, 22:53


Попробуйте наш тулбар
[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Модератор форума: uy0ll 
Форум » Технический раздел » Антенны » Укороченные резонансные рамки (обычно их называют магнитными)
Укороченные резонансные рамки
ur4lrhДата: Вторник, 20.09.2016, 09:34 | Сообщение # 1
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Практически каждый радиолюбитель с момента изготовления даже детекторного приемника сталкивается с проблемой номер один, создания антенны позволяющей принимать сигналы в интересующем диапазоне частот с приемлемым уровнем комфорта. И я не исключение. Все годы занятий радио, периодически возвращаюсь к теме уменьшения геометрических размеров применяемых антенн. Перепробовано многое из известного, придуманы собственные конструкции, но отсутствие объективных средств контроля получаемых параметров удерживало от победных реляций. И вот с появлением WSPR, как мне кажется, радиолюбители приобрели такой инструмент.

Пришло время поделиться одним из своих вариантов укороченной резонансной рамки. Основной проблемой при изготовлении такой рамки является получение большого сечения проводника, особенно с учетом шкурного эффекта. Традиционные трубы и даже модный последние 15-лет жесткий коаксиальный кабель, решая одни проблемы создают другие. Как бы сам собой для создания рамки просится широкий и длинный кусок медной полосы, по сегодняшним реалиям вообще не реальный вариант, но еще с советских времен благодаря магазинам "Юный техник" в Харькове была доступна адекватная замена. Это фольгированный диэлектрик, причем не важно одностороне или с двух. Мне чаще всего попадались полосы длинной в районе 1.05 м. Для рамок небольшого диаметра лучше подходит материал толщиной 0.8 мм, 1.0 мм, для более крупных соответственно потолще.

Сейчас речь веду о рамке выполненной из двух полос шириной 50 мм, образующих круг диаметром 68 см. Для настройки в резонанс применяется воздушный КПЕ от радиоприемника "Атмосфера", секции которого включены последовательно для исключения проблемы контактов в цепи. В таком варианте максимальная емкость в районе 130 пФ и минимальная частота настройки примерно 10 МГц. Для подключения к RX используется трансформатор на ферритовом кольце, соотношение витков которого подбиралось по максимальной отдаче. Которая в свою очередь оценивалась уровнем шума эфира при отсутствии прохождения и палок от местных помех.

Для демонстрации работоспособности рамки привожу перечень WSPR станций диапазона 14 МГц позиционирующих себя как QRPP.



Прием ведется в горизонтальной поляризации, только потому что станций намного больше.

ur4lrh.
Прикрепления: 4331098.jpg(204Kb)


Сообщение отредактировал ur4lrh - Вторник, 20.09.2016, 09:39
 
ur4lrhДата: Среда, 28.09.2016, 13:44 | Сообщение # 2
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Собрался с духом и подключил паралельно КПЕ конденсатор и перестроил рамку на 160 метров. На резонансе уровень принимаемого шума с точностью до 2-х дБ совпадает с уровнем шума на 14 МГц.
Первую ночь прием велся в горизонтальной поляризации и кроме единственного маяка с уровнем в районе -26 дБ SNR ничего не принято и следов на водопаде не видел. В качестве контрольного канала для определения наличия прохождения работал мой маяк на полноразмерную проволочную антенну диапазона 160 м. Прохождение было не ахти.
В прошедшую ночь рамка была переведена в вертикальную поляризацию и максимум был ориентирован несколько часов на север, а потом на северо-запад. В качестве контрольного канала для определения наличия прохождения снова работал мой маяк на полноразмерную проволочную антенну диапазона 160 м. Прохождение было заметно лучше. О чем прилагаю картинку.



Снова был принят единственный маяк, но теперь его уровень доходил до -10 дБ SNR. Максимум ДН явно не на него.
Пока что рамка на проверенных диапазонах проигрывает по соотношению сигнал/шум полноразмерной антенне. Надеюсь дойти до экспериментов на свежем воздухе для исключения "комнатного" эффекта.
Прикрепления: 6101581.jpg(102Kb)
 
ur4lrhДата: Понедельник, 03.10.2016, 08:45 | Сообщение # 3
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Вчера немного приблизился к открытому пространству. Перенес рамку из комнаты на южной стороне, в лоджию на северную. Благо кабелей в полы заделано достаточно, при длине около 25 м. Сама рамка подвешена на 4-х ниточном подвесе примерно по центру, во всех отношениях, лоджии горизонтально.
Перед переносом был проверен резонанс на передачу, неонка ТН-02 светит достаточно ярко, как для подводимой мощности. Уже на первое включение маяка, интернет выставил рапорт о приеме. Дальше больше, картинку прилагаю.



При контроле за уровнями сигнала в смежной с WSPR полосе, наблюдал работу ПСКовиков с уровнями +30-:-+40 дБ над уровнем шума. Интересный маяк 9К2/... регулярно принимаю его точный квадрат и мощность но без позывного. А так пока ничего аномального....
Прикрепления: 1674663.jpg(134Kb)
 
ur4lrhДата: Вторник, 01.11.2016, 10:26 | Сообщение # 4
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Вчера застал немного прохождения. Пока на передачу рамка выигрывает как минимум 3 дБ. Это если судить по взаимным рапортам двусторонних обменов. Добавился еще один более менее дальний рапортер JH3APN.



Лучшие SNR вчерашнего прохождения.

2016-10-06 15:58 UR4LRH 14.097122 +2 1 KN89cx +37 5.012 LA9JO JP99gb 2324 1444
2016-10-06 17:06 UR4LRH 14.097134 +0 0 KN89cx +37 5.012 DF2JP JO31hh 2077 1291
2016-10-06 17:22 DL1GCD 14.097111 -1 0 JN48ar +43 19.953 UR4LRH KN89cx 2033 1263
2016-09-12 11:24 OZ5ACI 14.097162 -1 0 JO66ca +37 5.012 UR4LRH KN89cx 1730 1075
2016-10-06 18:24 UR4LRH 14.097109 -2 0 KN89cx +37 5.012 PI4THT JO32kf 2049 1273

Добавлено (01.11.2016, 10:26)
---------------------------------------------
Последние недели большую часть времени уделяю наблюдениям за работой станций использующих JT65 на диапазоне 14 МГц. Почему только наблюдаю, да потому что пока никто на мой вызов не ответил. И станций много с плюсовыми уровнями и мощу многие позиционируют на уровне 20-ти ватт, и соседей много работает из моего квадрата и смежных. И вот нанаблюдал я, что большая часть станций из пост-советского окружения работает в вертикальной поляризации. А буржуи соответственно в горизонте. И наблюдениям это в общем случае не мешает. Просто при смене поляризации одни станции прибавляют 15-20 дБ, а другие теряют.
Попутно продолжаю следить за уровнем помех в доме, в лоджии и на крыше. Неприятное открытие в том, что на крыше не всегда уровень шума и помех меньше чем в лоджии. В доме он всегда выше чем на крыше, но иногда ниже чем в лоджии. Зависит от того что включено у соседей в данный момент с той стороны.

Прикрепления: 2098068.jpg(147Kb)
 
ur4lrhДата: Вторник, 15.11.2016, 09:17 | Сообщение # 5
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Попутно реанимировал еще один вариант. На этот раз многовитковой рамки для 160 м. диапазона.
При советах выпускались плоские шлейф-кабели. У меня используется 20-ти жильный. Так как при диаметре основания, каркаса катушки, в 60 см двадцать витков излишество то соседние проводники включены параллельно и со сдвигом последовательно. Получается катушка из 10-ти витков с резонансом в нужном месте. Сигнал отбирается от одного из средних витков.
По сравнению с одновитковой рамкой шума она гребет больше чем на 10 дБ. А вот успехами в SNR пока не радует.



Опять же некоторое время потрачено на прием станций работающих JT65. Станций намного больше, но все из круга в 2000 км. Так как прием ведется в вертикальной поляризации, подтверждается наличие направленных свойств. Лучший прием когда плоскость направлена на полноразмерную антенну.
Прикрепления: 8946326.jpg(143Kb)
 
us5weДата: Среда, 16.11.2016, 11:08 | Сообщение # 6
Любопытный
Группа: Файл менеджер
Сообщений: 55
Награды: 3
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Теория "Small Receiving Loops" описана во многих источниках.
Например,
 http://www.w8ji.com/magnetic_receiving_loops.htm дает исчерпывающую картину происходящего и развеивает устоявшиеся мифы.
Из-за низкого RDF эти антенны малопригодны и для приема на низких частотах предпочтение отдается различным вариантам флагов, особенно интересен, требующий 40 децибельного предусилителя WallerFlag, рамок EWE и K9AY или системам активных штыревых антенн предложенных K7TJR.
Термин "укороченные" в названии темы, крайне неудачен и вводит в заблуждение, когда оказывается, что речь идет, о хорошо известной антенне для "Охоты на Лис".  biggrin


73, Vic US5WE/K1WE (UW5W in some contests, ex UB5WE), KN29AU
Технический и УКВ комитеты ЛРУ
DXCC, VUCC, WAS, WAC card checker (160 meters)
Zorg: If you want something done, do it yourself. Yep!
 
ur4lrhДата: Среда, 16.11.2016, 15:12 | Сообщение # 7
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Не наблюдаю ничего неудачного. Как известно для получения близкого к активному сопротивлению в точке питания, длина рамки из непрерывного материала должна стремиться к лямде или кратному количеству. Да, при этом с точки зрения Герца мы имеем паралельное включение двух диполей, питая энергией непосредственно только один. Второй вступает в более сложные амплитудно-фазовые отношения с первым.
Напрягает в этой конструкции площадь занимаемая рамкой, ее конечно можно вытянуть в петлевой вибратор вернувшись к половине лямды и тоже называть это рамкой уменьшеной площади. Я в своих экспериментах укорачиваю диполь Герца, сохраняя максимальный ток на погонный метр конструкции с паралельным увеличением самой погонной емкости для увеличения коефициента излучения.
Именно поэтому получается рамка, а в рамке резонанс и длинна ее много короче чем у похожей по форме конструкции длинной в лямду.
Что касается определения антенна "для охоты на лис", так оно не актуально в силу того, что сама антенна на десятки лет старше упоминаемой вами процедуры.

Кстати, я в своих экспериментах не применяю никаких усилителей, ни на прием, ни на передачу из принципа. А писать про это стал только потому, что в очередной раз наткнулся на рекламу изготовленных промышленным способом изделий. Ну и соответственно стал доступен инструментарий для реальной оценки параметров. В конце концов подобные антенны вполне возможно использовать для контроля за станциями в альтернативной поляризации. Или Вам проще покрутить полно-размерную?
 
ur5cbzДата: Пятница, 18.11.2016, 20:18 | Сообщение # 8
Радиолюбитель
Группа: Проверенные
Сообщений: 11
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Цитата us5we ()
Теория "Small Receiving Loops" описана во многих источниках.
В наших книжках по АФУ это называется "електрически короткие рамки"Свойства електрически коротких антенн ,тудымсюдымность.Проверено на практике.
 
ur4lrhДата: Среда, 23.11.2016, 14:14 | Сообщение # 9
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Возможно одно из первых замечаний по эффективности на соседском, ясно, внятно.



Но там в преамбуле упоминаются успехи американских радиолюбителей sad .

И это во времена когда шли состязания по созданию самого мощного передатчика в мире, как после второй мировой войны за атомную бомбу и космос.

Ну и вообще считаю что говорить о укорочении - удлинении можно только с точки зрения конструктива. То есть конструктивное укорочение. Ведь с точки зрения электрического тока отсутствие резонанса уже признак отклонения от необходимого размера. Ну а знак реактивности соответственно указывает в какую сторону.
Прикрепления: 8571393.jpg(144Kb)
 
ur4lrhДата: Среда, 18.01.2017, 09:33 | Сообщение # 10
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
В связи с переносом интереса на диапазон 10 МГц, достал с полки еще один раритетный бублик. Выполнен он из куска телевизионного фидера, вроде как 75 Ом, с наружной трубой из люминя диаметром пол-дюйма от конторы под названием Триложик. Периметр бублика 4 метра. Для связи традиционно на трубу одето ферритовое кольцо с повышающей обмоткой.
В течении дня принимаемый уровень шума меняется больше чем на два балла. И это не считая приходов помех, похожих на описанные ранее в соответствующей теме. Поэтому в основном наблюдаю в JT65 и придумываю каким образом подружить две рамки в лоджии. Но надо отметить в этом диапазоне горизонтальная поляризация среди наблюдаемых мною станций и JT65, и в WSPR менее популярна.
Для подключения к трубе использую хомуты от резисторов ПЭВР-10, к их винтам прикручен распорный изолятор из фторопласта, а к ушам припаян КПЕ типа бабочка, когда то трудился в передатчике на 400 МГц.

Добавлено (26.12.2016, 10:32)
---------------------------------------------
В декабре на эксперименты времени катастрофически не хватает. Но обилие рамок на различные диапазоны позволило выполнить еще один вид измерений, отвечающий на вопрос - так ли необходим пресловутый резонанс на прием.
Сравнивались SNR одной и той же станции в JT65, при приеме на резонансную рамку 10 МГц и не резонансную для этой частоты настроенную на 14 МГц. Отсутствие резонанса на 10 МГц приводит к ухудшению SNR всего на 1 дБ ! И это при том, что периметр рамки в два раза меньше, ну а площадь и эффективный объем в соответствии с формулами.
При этом на водопаде конечно практически ничего не видно, но декодирование происходит стабильно. Как раз тот случай когда возможно применение МШУ для получения комфортной картинки.

Добавлено (18.01.2017, 09:33)
---------------------------------------------
В качестве новогоднего развлечения переключился с объёмных рамок на линейные. То есть перешел к измерениям петлевых вибраторов размещенных на 4-х метровой палке. Варианты размещения предполагаются различные от напоминающих антенну G4.... до различных способов намотки в виде катушек.
Пока вывод один, сильная зависимость настройки от окружающих предметов. Такие эксперименты надо проводить только на открытом месте. Но прием в пределах первого скачка устойчивый. Жаль не могу перевернуть в вертикальную поляризацию, для исключения влияния диаграммы направленности.

Прикрепления: 6341902.jpg(153Kb)
 
ur4lrhДата: Суббота, 25.02.2017, 18:24 | Сообщение # 11
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Так и не удалось пока перестроить 4-х метровый бублик на 18 МГц. Пришлось перестраивать меньший. Либо у бабочки начальная емкость большая, либо перестарался с замедляющими покрытиями.

Но не смотря на малые размеры рамка нашла отклик аж в Америке - K9AN. Передача велась в горизонтальной поляризации. Быстрый переход на другую антенну с вертикальной поляризацией вызвал шквал рапортов от более привычных корреспондентов, но не от него. Попутно замечу, что на 18 МГц пока в разы больше станций работающих в вертикальной поляризации.



В очередной раз перепроверился на отсутствие Антенного Эффекта Фидера, который в укороченных конструктивно антеннах создает кучу чудес. Самый неприятный появление диаграммы направленности там где она вроде как должна быть круговой. Не буду повторяться про многократно описанное. В очередной раз убедился, что на подвижной секции КПЕ-бабочка неонка не светится. А вот на самом бублике светит вплоть до нескольких сантиметров от точки питания. То есть ток в бублике одинаков по всей длине.

Это подтвердило и перемещение ферритовых стержней вдоль бублика. Резонанс при этом не меняется, если сохраняется такой параметр как эффективная магнитная проницаемость.
Прикрепления: 9232704.jpg(207Kb)
 
ur4lrhДата: Пятница, 24.03.2017, 10:33 | Сообщение # 12
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Не обращая внимание на отсутствие прохождения на 18 МГц и соответственно достаточного количества бакенеров-репортеров выполнил сравнительные измерения.
Некоторое время уровень местного шума в горизонтальной поляризации с приемом на рамку  был более бала меньше. Это позволило принять выделенные станции. При этом в вертикальной  поляризации принималось только присутствие дорожек без декода.

Добавлено (24.03.2017, 10:33)
---------------------------------------------
Для счастливых обладателей запасов медной ленты, шириной от 50-ти мм, предлагается в качестве основы для бублика использовать крышки от пластиковых коробов для электропроводки. Материал естественно надо выбирать близкий по свойствам к поликарбонату. Да и от самого листа поликарбоната можно отпилить соответствующую полосу.
Имеющиеся у меня крышки (как и сами короба) имеют длину 2 метра, допускаю наличие трехметровых. То есть из двух крышек можно согнуть бублик до 6-ти метров периметром, с сохранением достаточной жесткости.

Прикрепления: 2202291.jpg(88Kb)
 
ur4lrhДата: Среда, 05.07.2017, 06:23 | Сообщение # 13
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
В ходе подготовки по переносу хотя бы одной из рамок на крышу, с полки извлечен еще один вариант рамки. Выполнен он из алюминиевой трубки диаметром 10 мм и длиной 3 метра. Алюминий явно электротехнический,  материал очень мягкий, из него можно вязать узлы . Современные представители провода АПВ в несколько раз жестче.
Изначально планировалась под конструктивный, коаксиальный конденсатор. Но возникли трудности. В настоящее время установлен КПЕ от ВЭФа 201, что обеспечивает минимальную настройку немного ниже 7-ми МГц. Сегодня по утру решил сделать небольшой отчет.



Традиционно, рамка для начала установлена внутри комнаты в метре от потолка, в горизонтальной поляризации.
Попутно вспомнил школьные годы cool и обследовал рамку с помощью лампы дневного света 20-ти ватт. И все-таки 
она светится, даже при такой мизерной мощности. И если чередование темных и светлых участков на люминофоре, при некотором удалении лампы от рамки, вроде как должно говорить о стоячем поле в помещении, то перемещение этих самых участков от центра колбы к ее концам символизирует процесс излучения.

Добавлено (05.07.2017, 06:23)
---------------------------------------------
Вчера после обеда постепенно улучшилось прохождение на 18 МГц. Традиционно перевел прием - передачу на рамку в горизонтальной поляризации. Заметно улучшился прием в прибалтийском направлении. А после серии небольших дождей и одного обильного ливня прохождение продлилось далеко за полночь.
В предыдущие периоды наблюдений, дальний восток тоже лучше принимался в горизонтальной поляризации и очень стабильно.

Прикрепления: 8908311.jpg(230Kb)
 
ur4lrhДата: Четверг, 06.07.2017, 09:49 | Сообщение # 14
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
Добавлю картинку за предыдущие сутки, в горизонтальной поляризации.



Прохождение было практически круглосуточным.
Прикрепления: 0166267.jpg(96Kb)
 
ur4lrhДата: Вторник, 11.07.2017, 08:02 | Сообщение # 15
Любопытный
Группа: Проверенные
Сообщений: 46
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Отсутствует
На излете магнитной бури, собрал немного статистики для рамки из сообщения №13. Ничего в расположении не менялось.



Как видно прохождение не самое плохое судя по переданным альтернативной антенной бакенам. А вот шума в комнате многовато и плюс прием в горизонтальной поляризации.
Прикрепления: 4617347.jpg(101Kb)
 
Форум » Технический раздел » Антенны » Укороченные резонансные рамки (обычно их называют магнитными)
Страница 1 из 11
Поиск:

При копировании материалов с этого сайта, обязательна АКТИВНАЯ ссылка на сайт HFDX.AT.UA и на первоисточник!
Copyright HFDX.AT.UA © 2017
Хостинг от uCoz