|
Данная антенна была расчитана мною пару лет назад. Хотелось
сделать яги с большим усилением, чистой диаграммой и очень
широкополосную. То есть совместить несовместимое.
Измерив практически достаточное количесто готовых антенн, я пришел к
выводу, что в большинстве конструкций в полосе наблюдаются значительные
пульсации по КСВ. Про чистую диаграмму и говорить не приходится. Это
вполне объяснимо - большинство доступных программ не предназначены для
оптимизации антенн с большим количеством элементов. Те из немногих, что
могут это делать быстро, не обеспечивают достаточной точности.
Для оптимизации антенны использовался движок NEC2,
перекомпилированный мною и оптимизированный под инструкции процесора Pentium-4
. Прибавка в скорости оказалась значительной. Но все же процесс
оптимизации занял более суток на достаточно мощном компьютере.
Параметры антенны:
-
Количество элементов - 50;
-
Длина бума - 4.493м;
-
Диаметр элементов - 3 мм
-
Усиление - 22.3dBi (20.15dBd)
-
G/T - 7.35dB (Tgnd=290K, Tsky=15K)
-
КПД - 98.3%.
-
Входное сопротивление антенны 50 Ом.
50 Омное входное сопротивление позволяет питать антенну непосредственно
коаксиальным кабелем с симметированием ввиде четверть волнового стакана
или применить петлевой вибратор с U-коленом. Последнее с моей точки
зрения менее предпочтительно, т.к. данный узел сложно выполнить с
достаточной точностью и в нем могут быть дополнительные потери.
Размеры антенны для свободного пространста.
Диаметр всех элементов - 3mm. Элемент #2 - активный вибратор.
|
El #
|
El. Pos [mm]
|
El. Leght [mm]
|
El #
|
El. Pos [mm]
|
El. Leght [mm]
|
El #
|
El. Pos [mm]
|
El. Leght [mm]
|
|
1
|
0.000
|
112.254
|
21
|
1575.908
|
85.542
|
41
|
3597.851
|
82.952
|
|
2
|
40.000
|
108.804
|
22
|
1672.239
|
85.306
|
42
|
3696.492
|
83.058
|
|
3
|
60.000
|
99.286
|
23
|
1769.851
|
84.976
|
43
|
3800.346
|
82.624
|
|
4
|
106.204
|
98.486
|
24
|
1868.815
|
84.712
|
44
|
3905.196
|
82.444
|
|
5
|
167.492
|
96.150
|
25
|
1967.658
|
84.472
|
45
|
4009.863
|
82.486
|
|
6
|
235.976
|
94.592
|
26
|
2067.550
|
84.228
|
46
|
4113.798
|
82.592
|
|
7
|
315.080
|
93.098
|
27
|
2166.390
|
84.162
|
47
|
4218.343
|
83.000
|
|
8
|
395.790
|
92.104
|
28
|
2264.595
|
84.036
|
48
|
4318.252
|
83.382
|
|
9
|
477.744
|
91.184
|
29
|
2363.119
|
83.850
|
49
|
4416.557
|
86.868
|
|
10
|
563.252
|
90.276
|
30
|
2462.149
|
83.660
|
50
|
4493.000
|
83.202
|
|
11
|
650.535
|
89.622
|
31
|
2562.165
|
83.466
|
|
|
|
|
12
|
738.063
|
89.092
|
32
|
2662.859
|
83.268
|
|
|
|
|
13
|
826.872
|
88.514
|
33
|
2764.891
|
83.230
|
|
|
|
|
14
|
918.508
|
87.956
|
34
|
2866.024
|
83.136
|
|
|
|
|
15
|
1011.423
|
87.508
|
35
|
2968.670
|
82.952
|
|
|
|
|
16
|
1104.398
|
87.142
|
36
|
3071.674
|
82.832
|
|
|
|
|
17
|
1196.819
|
86.792
|
37
|
3174.754
|
82.636
|
|
|
|
|
18
|
1289.776
|
86.372
|
38
|
3279.365
|
82.372
|
|
|
|
|
19
|
1384.299
|
86.032
|
39
|
3384.166
|
82.344
|
|
|
|
|
20
|
1479.581
|
85.744
|
40
|
3487.380
|
82.082
|
|
|
|
Далее привожу данные расчета данной антенны на 4NEC2 с разбиением 41 сегмент на элемент.
Усиление в полосе частот
Диаграмма в горизонтальной плоскости
Диаграмма в вертикальной плоскости
Зависимость S11 [dB] от частоты
Зависимость КСВ от частоты
Зависимость входного сопротивления от частоты
Далее привожу файл для NEC2
CM 50 elements 1296MHz by RA3AQ
CE
GW
1 23 0.000
-56.127 0.000
0.000 56.127
0.000 1.500
GW 2
23 0.000 -54.402
40.000 0.000
54.402 40.000 1.500
GW
3 23 0.000
-49.643 60.000
0.000 49.643
60.000 1.500
GW 4
23 0.000 -49.243
106.204 0.000
49.243 106.204 1.500
GW
5 23 0.000
-48.075 167.492
0.000 48.075 167.492
1.500
GW 6 23
0.000 -47.296 235.976
0.000 47.296 235.976
1.500
GW 7 23
0.000 -46.549 315.080
0.000 46.549 315.080
1.500
GW 8 23
0.000 -46.052 395.790
0.000 46.052 395.790
1.500
GW 9 23
0.000 -45.592 477.744
0.000 45.592 477.744
1.500
GW 10 23 0.000
-45.138 563.252
0.000 45.138 563.252
1.500
GW 11 23 0.000
-44.811 650.535
0.000 44.811 650.535
1.500
GW 12 23 0.000
-44.546 738.063
0.000 44.546 738.063
1.500
GW 13 23 0.000
-44.257 826.872
0.000 44.257 826.872
1.500
GW 14 23 0.000
-43.978 918.508
0.000 43.978 918.508
1.500
GW 15 23 0.000
-43.754 1011.423 0.000
43.754 1011.423 1.500
GW 16
23 0.000 -43.571
1104.398 0.000 43.571
1104.398 1.500
GW 17
23 0.000 -43.396
1196.819 0.000 43.396
1196.819 1.500
GW 18
23 0.000 -43.186
1289.776 0.000 43.186
1289.776 1.500
GW 19
23 0.000 -43.016
1384.299 0.000 43.016
1384.299 1.500
GW 20
23 0.000 -42.872
1479.581 0.000 42.872
1479.581 1.500
GW 21
23 0.000 -42.771
1575.908 0.000 42.771
1575.908 1.500
GW 22
23 0.000 -42.653
1672.239 0.000 42.653
1672.239 1.500
GW 23
23 0.000 -42.488
1769.851 0.000 42.488
1769.851 1.500
GW 24
23 0.000 -42.356
1868.815 0.000 42.356
1868.815 1.500
GW 25
23 0.000 -42.236
1967.658 0.000 42.236
1967.658 1.500
GW 26
23 0.000 -42.114
2067.550 0.000 42.114
2067.550 1.500
GW 27
23 0.000 -42.081
2166.390 0.000 42.081
2166.390 1.500
GW 28
23 0.000 -42.018
2264.595 0.000 42.018
2264.595 1.500
GW 29
23 0.000 -41.925
2363.119 0.000 41.925
2363.119 1.500
GW 30
23 0.000 -41.830
2462.149 0.000 41.830
2462.149 1.500
GW 31
23 0.000 -41.733
2562.165 0.000 41.733
2562.165 1.500
GW 32
23 0.000 -41.634
2662.859 0.000 41.634
2662.859 1.500
GW 33
23 0.000 -41.615
2764.891 0.000 41.615
2764.891 1.500
GW 34
23 0.000 -41.568
2866.024 0.000 41.568
2866.024 1.500
GW 35
23 0.000 -41.476
2968.670 0.000 41.476
2968.670 1.500
GW 36
23 0.000 -41.416
3071.674 0.000 41.416
3071.674 1.500
GW 37
23 0.000 -41.318
3174.754 0.000 41.318
3174.754 1.500
GW 38
23 0.000 -41.186
3279.365 0.000 41.186
3279.365 1.500
GW 39
23 0.000 -41.172
3384.166 0.000 41.172
3384.166 1.500
GW 40
23 0.000 -41.041
3487.380 0.000 41.041
3487.380 1.500
GW 41
23 0.000 -41.476
3597.851 0.000 41.476
3597.851 1.500
GW 42
23 0.000 -41.529
3696.492 0.000 41.529
3696.492 1.500
GW 43
23 0.000 -41.312
3800.346 0.000 41.312
3800.346 1.500
GW 44
23 0.000 -41.222
3905.196 0.000 41.222
3905.196 1.500
GW 45
23 0.000 -41.243
4009.863 0.000 41.243
4009.863 1.500
GW 46
23 0.000 -41.296
4113.798 0.000 41.296
4113.798 1.500
GW 47
23 0.000 -41.500
4218.343 0.000 41.500
4218.343 1.500
GW 48
23 0.000 -41.691
4318.252 0.000 41.691
4318.252 1.500
GW 49
23 0.000 -43.434
4416.557 0.000 43.434
4416.557 1.500
GW 50
23 0.000 -41.601
4493.000 0.000 41.601
4493.000 1.500
GS 0 0 0.001000
GE 0
EK
LD 5 0 0 0 27000000
EX 0 2 12 0 1 0
GN -1
FR 0 1 0 0 1296 0
EN
Размеры антенны для элементов диаметром 3.5мм
CE 50 elements 1296MHz by RA3AQ
GW 1 23 0.000 -55.847 0 0.000 55.847 0 1.751
GW 2 23 0.000 -54.366 40 0.000 54.366 40 1.751
GW 3 23 0.000 -49.358 60 0.000 49.358 60 1.751
GW 4 23 0.000 -48.945 106.2 0.000 48.945 106.2 1.751
GW 5 23 0.000 -47.743 167.49 0.000 47.743 167.49 1.751
GW 6 23 0.000 -46.884 235.98 0.000 46.884 235.98 1.751
GW 7 23 0.000 -46.057 315.08 0.000 46.057 315.08 1.751
GW 8 23 0.000 -45.567 395.79 0.000 45.567 395.79 1.751
GW 9 23 0.000 -45.049 477.74 0.000 45.049 477.74 1.751
GW 10 23 0.000 -44.612 563.25 0.000 44.612 563.25 1.751
GW 11 23 0.000 -44.385 650.54 0.000 44.385 650.54 1.751
GW 12 23 0.000 -44.154 738.06 0.000 44.154 738.06 1.751
GW 13 23 0.000 -43.795 826.87 0.000 43.795 826.87 1.751
GW 14 23 0.000 -43.418 918.51 0.000 43.418 918.51 1.751
GW 15 23 0.000 -43.145 1011.42 0.000 43.145 1011.42 1.751
GW 16 23 0.000 -42.960 1104.4 0.000 42.960 1104.4 1.751
GW 17 23 0.000 -42.781 1196.82 0.000 42.781 1196.82 1.751
GW 18 23 0.000 -42.569 1289.78 0.000 42.569 1289.78 1.751
GW 19 23 0.000 -42.419 1384.3 0.000 42.419 1384.3 1.751
GW 20 23 0.000 -42.324 1479.58 0.000 42.324 1479.58 1.751
GW 21 23 0.000 -42.226 1575.91 0.000 42.226 1575.91 1.751
GW 22 23 0.000 -42.058 1672.24 0.000 42.058 1672.24 1.751
GW 23 23 0.000 -41.790 1769.85 0.000 41.790 1769.85 1.751
GW 24 23 0.000 -41.576 1868.82 0.000 41.576 1868.82 1.751
GW 25 23 0.000 -41.390 1967.25 0.000 41.390 1967.25 1.751
GW 26 23 0.000 -41.229 2066.97 0.000 41.229 2066.97 1.751
GW 27 23 0.000 -41.255 2166.39 0.000 41.255 2166.39 1.751
GW 28 23 0.000 -41.291 2264.6 0.000 41.291 2264.6 1.751
GW 29 23 0.000 -41.237 2363.12 0.000 41.237 2363.12 1.751
GW 30 23 0.000 -41.131 2462.15 0.000 41.131 2462.15 1.751
GW 31 23 0.000 -40.979 2562.17 0.000 40.979 2562.17 1.751
GW 32 23 0.000 -40.800 2662.86 0.000 40.800 2662.86 1.751
GW 33 23 0.000 -40.663 2764.89 0.000 40.663 2764.89 1.751
GW 34 23 0.000 -40.535 2866.02 0.000 40.535 2866.02 1.751
GW 35 23 0.000 -40.279 2968.67 0.000 40.279 2968.67 1.751
GW 36 23 0.000 -40.197 3071.67 0.000 40.197 3071.67 1.751
GW 37 23 0.000 -40.088 3174.75 0.000 40.088 3174.75 1.751
GW 38 23 0.000 -40.078 3279.37 0.000 40.078 3279.37 1.751
GW 39 23 0.000 -40.370 3384.17 0.000 40.370 3384.17 1.751
GW 40 23 0.000 -40.399 3488.97 0.000 40.399 3488.97 1.751
GW 41 23 0.000 -40.150 3593.87 0.000 40.150 3593.87 1.751
GW 42 23 0.000 -40.117 3698.01 0.000 40.117 3698.01 1.751
GW 43 23 0.000 -40.119 3801.88 0.000 40.119 3801.88 1.751
GW 44 23 0.000 -40.105 3905.47 0.000 40.105 3905.47 1.751
GW 45 23 0.000 -40.101 4009.35 0.000 40.101 4009.35 1.751
GW 46 23 0.000 -40.153 4112.93 0.000 40.153 4112.93 1.751
GW 47 23 0.000 -40.290 4216.11 0.000 40.290 4216.11 1.751
GW 48 23 0.000 -40.494 4317.37 0.000 40.494 4317.37 1.751
GW 49 23 0.000 -41.274 4417.27 0.000 41.274 4417.27 1.751
GW 50 23 0.000 -41.390 4498.12 0.000 41.390 4498.12 1.751
Замечание для любителей программы MMANA
- расхождение по частоте с NEC2 на 1296мГц составляет около 16МГц. Т.е.
при вычислении результатов в программе MMANA на частоте 1312мГц
результат самый близкий к NEC2 на 1296мГц.
73 de RA3AQ
|
Статьи
"Комментарии"
Первыми у нас собрали ее и проверили в ПД RV3WD и RA3WC , Анатолий и Евгений ,
соответственно. 50 элементов. Судя по работе на 20 метров кабеля без РА и предусилителя,
антенна показала себя неплохо.
После ПД к Кубку эта антенна попала ко мне , я оценил ее изготовление с точки зрения
антенностроения на 4 с плюсом , симметрирующее устройство на 2 с минусом(кусок кабеля).
После этого я еще более удивился результату RK3WWA на 1296 .
Я на скорую руку из посеребренной трубки сделал четверть волновый стакан , активный элемент
переделал старый , пришлось немного подточить элемент по длине.
В Кубке из-за непогоды не удалось полностью собрать все 50 элементов . Но и 25 элементов
показали ее неплохую работу , траверса 2 метра.
Сегодня подключил эту антенну к прибору , минимум КСВН на 1100 МГц = 1,1
На 1296 КСВН 1,5 ( сказалась индуктивность подключения кабеля)
Три-четыре взмаха напильника и КСВН стал на место . Отполировал этот элемент .
Подвигал активный вибратор вперед-назад , есть изменение КСВН и резонансной частоты.
Т.е. все , как и положено .
Диграмма на глаз получилась чистенькая , точно ДН не снимал.
Вывод , повторяемость у этой антенны хорошая , сделанная на коленках , вполне
применима для тропо , и выполненная по размерам настройки не требует , работать можно.
Если есть прибор , можно и точно КСВН установить .
Водил рукой по фидеру на расстоянии 5-30 мм от антенны , КСВН не меняется , значит
и симметрирование работает .
Полоса получилась по уровню КСВН 1,5 1150 -1400 , вполне нормально .
Фото антенны , и активных элементов к ней приложу попозже .
1. При малых отношениях длины сегмента к радиусу ( меньше 2 ) в NEC2 используется карточка "EK" - Extended thin-wire kernel. В нашем случае проводники без изгибов, поэтому проблем нет. В описании NEC2 эти ограничения расписаны.
2. По поводу расстояний между элементами более 0.41WL. На длинных антеннах максимальное расстояние может быть больше. Например в моей лунной антенне на 144МГц оно 0.468
Вот здесь про трансформаторы много инфо и про стаканы в том числе
Конструктивно при воздушном зазоре 2-3мм на жестком кабеле диаметром 4мм на 1296 изоляция получается вполне приемлемая.
С уважением rv3wd