QRZUA.CLUB

Нещодавно у телеграм-чаті була викладена інфа про антену типу петльовий вібратор для УКХ діапазону 144МГц яка дуже широкосмугова та має підвищену ефективність. Антена має такий зовнішній вигляд   Антена має діапазон роботи 136-174 МГц. Автор надав результати вимірювань векторним аналізатором Антена привертає уваги ланцюгом узгодження імпедансів. Петльовий вібратор має опір біля 300ом. Зазвичай його узгоджують з кабелем 75ом за допомогою U-образного коліна Працює ця схема так - кожна половина вібратора має опір 150ом. Але вони у протифазі. U-коліно довжиною у пів-хвилі змінює фазу на 180 град. Далі підключаємо обидві половини по схемі складання струмів, тобто паралельно, та отримуємо вихідний імпеданс 150ом/2=75ом.
 
У мережі знайшлась інформація по вимірюванню такого вібратора на 144МГц Недоліком такого узгодження є те що на виході ми маємо 75ом замість потрібних 50ом. А це КСХ 1.5. Узгодити 75ом до 50ом можна за допомогою наступної схеми Результати вимірювання вібратора з U-образним коліном та такою схемою узгодження наступні Бачимо що смуга узгодження зменшилася. На мій погляд це сталося тому що і півхвюльовий фазоінвертор, і схема узгодження на лініях - резонансні.

З зовнішнього вигляду антени з початку топіка бачимо що U-образного коліна нема. Деталі конструкції антени автор не розкриває, бо це комерційна розробка, але надав інформацію що узгодження виконане на кабелі RG-63/U. Цій кабель має хвильовий опір 125ом та ідеально підходить для узгодження 300ом у 50ом за допомогою чвертьхвильового трансформатору. Цікавий конструктивний момент це те що кабель розташований усередині вібратору - це видно з фотографій.
Можливо що зменшення елементів у ланцюгу узгоджування приводить до меншого КСХ у більш широкій смузі частот.

Є інша можливість узгодження, яка не потребує розташовувати кабель усередині вібратору. Схема на наступному малюнку

    Два чвертьхвильових трансформатора зроблені з кабелю 125ом трансформують опір кожної половини вібратора з 150ом  до 125*125/150=104,2ом. Далі з'єднуємо їх паралельно, але перевертаємо фазу однієї з половинок на 180град. На виході отримуємо 104,2/2=52ом, тобто стандартний 50ти-омний кабель.
На схемі середня точка вібратора з'єднана з оплеткою кабеля. Але цього можна й не робити.
Наскільки така схема узгоджування буде працювати краще або гірше ніж один чвертьхвильовий трансформатор я не знаю. Треба моделювати та вимірювати.
 
 
 
 
 
 

Якщо нема 125омного кабелю то з двох відрізків кабелю 50 та 75 ом можна зробити еквівалент. Виглядати буде ось такВаріант дещо несиметричний - оплетку кабелю нікуди не підключаємо

Більш симетричний варіантДва чвертьхвильових трансформатора зроблених з кабелю 75ом трансформують кожне з пліч вібратора у 37.5ом. З'єднуємо їх послідовно з урахуванням фази та отримуємо 75ом. Двома кусками кабелю 50 та 75ом довжиною 1/12 хвилі узгоджуємо до 50ом.
Якщо подивитися уважно на схему підключення чвертьхвильових трансформаторів то вони утворюють симетричну лінію з опором 2*75=150ом яка трансформує імпеданс вібратора 300ом у 150*150/300=75ом.

Якщо брати куски кабелю довжиною яка не кратна чверті хвилі то вилазить реактивка. Але її можна компенсувати іншим трансформатором на лінії з підібраною довжиною. Трохи дописав свою програму для розрахунків узгодження та получив ще декілька цікавих схем.

Перша ось такаКожне плече трансформує 150ом у 100ом. З'єднуємо їх паралельно - отримуємо необхідні 50ом. RFSim99 каже що усе гаразд Якщо окрім кусків кабелю ми можемо використовувати ємності або індуктивності то кількість варіантів суттєво збільшуєтьсяОстанні чотири схеми узгодження мають різну добротність - це видно з графіку return loss. Як ми знаємо чим більша добротність - тім вужча смуга пропускання. Третя схема з ємністю 26пф має найбільшу добротність. Остання схема з індуктивністю - найменшу.

гарна робота! 
і реальні антени  і ваш аналіз. 

ur5ffc писав: ↑П'ят квітня 28, 2023 2:30 am гарна робота! 
і реальні антени  і ваш аналіз.

 

Дякую!
Займався "допілінгом" своєї програми для розрахунку ланцюгів узгодження імпедансів. При розрахунках необхідно враховувати згасання у лінії бо це суттєво впливає на результат. RFSim99 не дає можливості це зробити - в ньому лінії ідеальні - задається лише довжина та коефіцієнт укорочення. Довелося розібратися з моделюванням згасання у кабелях та зробити в програмі базу розповсюджених кабелів з можливістю редагування.
Ось варіанти схем узгодження для реальних кабелів. Окрім RG58 та RG59 наведені схеми для "подвійних кабелів". Тобто коли у двох кабелів з'єднуємо екрани і використовуємо лише центральні жили.Як побічний результат програма може розраховувати параметри кабелів на основі моделі для любої частоти та довжини.
Наприклад для частоти 14.2МГц, 12 метрів фідер з КСВ 1.5Для порівняння ось результат розрахунку узгодження за допомогою GAL-ANA (це комерційна версія MMANA) узяті звідсиА ось мій варіантБачимо, що незважаючи на ідеальне узгодження втрати дуже великі - до антени доходить 20% потужності. Чому? Тому що в лінії дуже великий КСХ
 
 

Секрету немає, все досить просто по узгодженню. Вібратор має опір не 300 Ом на практиці, а десь 200, і при наближенні до щогли опір падає, робили конструкцію з 4 вібраторів то взагалі не використовували лінії узгодження, просто вивели відстанню до щогли опір кожного в 200 Ом, і потім напівхвильовими повторювачами підключили паралельно 4 антени, отримали 50 Ом, важливо щоб всі 4 напівхвильові повторювачі були однакової довжини. тобто якщо кабель 2,5 метри то всі мають бути по 2,5 метра.
 
 
 

В MMANА спробував змоделювати описану ситуацію.
Нічого не вийшло. Опір петльового вібратора на зменшувався в декілька разів (повідомлялося про 4 рази).
Опір діполя починав змінюватися, якщо відстань до щоргли була 0,4 лямбда і менше.
Можливо досягти 50 омів, але для усунення реактансу необхідно змінювати довжину вібратора (про це не повідомлялося).
Чи можливо отримати більш детальну інформацію?

Пенсіонер писав: ↑Вів листопада 07, 2023 3:40 pm В MMANА спробував змоделювати описану ситуацію.
Нічого не вийшло. Опір петльового вібратора на зменшувався в декілька разів (повідомлялося про 4 рази).


 

Він(опір) зменьшится з 240 до 200 Ом ,а чотири вібратора в паралель і буде 50...

Тож яка відстань від щогли і як компенсували реактивку?

В ідеалізованих умовах (у програмі) 200 ом вдалося отримати при відстані до щогли приблизно 10см і КСХ (200) 1,12; підсилення зменшилося на 0,5 дБ. Це для одного вібратора.
Якщо це не критично, то питання знімаю.

Якщо,навіть опір залишиться 300 Ом,то чотири в паралаль,це буде 75...КСХ 1,5 ніхт проблем.
А реактивка для петлевого вібратора не дуже актуальна,він же широкосмуговий.
В мене був виїздний петльовий GP на 20-ку де я його тільки не ставив,ні разу ні чого не підганяв.
За рахунок широкої смуги все було на місці.