Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Модераторы: Radiomann, Gnat

Ivan
Сообщения: 50
Зарегистрирован: Вс окт 28, 2012 11:11 pm

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Ivan » Сб авг 10, 2019 4:37 pm

Добрый день, Юрий Васильевич. Вы зря "наехали", это электромагнитный симулятор, а не те калькуляторы которыми Вы считаете низкочастотные схемы. Они не учитывают электромагнитную связь радиотехнических схем и паразитные ёмкости конструктива.
Да и работаю я с этим симулятором давно, после разработки антенны изготавливаю реальную конструкцию и тестирую её на приборах. Небольшие погрешности до 2% бывают и всего то.
Однако, замечу, что для корректного результата нужно знать теорию антенн, длинных линий и пр. Близкие к реальности результаты получаются когда модель и условия расчёта заданы корректно. Для обеспечения оптимального меширования(измельчения сетки расчётного пространства и поверхностей) разработчик должен представлять себе распределение градиентов напряжённости поля в моделируемой конструкции.
Мои практические конструкции антенн сотнями тысяч используются в России. Может и Вы сами того не подозревая эксплуатируете мои наработки, если, к примеру, у Вас установлен "умный" счётчик электроэнергии, использующий сеть БС интернета вещей.

Аватара пользователя
Gnat
Сообщения: 14540
Зарегистрирован: Вт фев 01, 2011 10:06 pm
Откуда: Севастополь,город русских моряков

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Gnat » Сб авг 10, 2019 6:33 pm

Так покажите же свои антенны,а то Фёдор очень долго шёл к этой нормальной антенне,шёл практически , несколько лет. Нужно учитывать его место жительство,металлом покрыт дом весь,нельзя вынести антенну дальше и много ещё всяких но. Мы Забивали в поиске сто раз про антенны и не видели ваших антенн.А то повторили бы и всё. Ну теперь он добился хороших результатов.Любой может повторить его антенну.
Юрий Васильевич +79787254106 ignatenkostya@ua.fm

Ivan
Сообщения: 50
Зарегистрирован: Вс окт 28, 2012 11:11 pm

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Ivan » Сб авг 10, 2019 7:05 pm

А разве я сказал, что антенна плохая? Я проверил, стоило ли активную рамку делать не круглой. И всё. Кстати, Фёдор может и оценить ход Re и Im активной рамки. Параметр S11 можно улучшить компенсацией ёмкостной реактивной составляющей входного импеданса.
Моих антенн Вы и не могли нагуглить, я ведь не радиолюбитель. Работаю на производстве. Да и рабочие частоты у нас разные. Для примера два фото моих антенн: 2 Элемент синфазной решётки антенны базовой станции с круговым вектором электрического поля и 1 антенна обратной волны. Это макетные тестовые образцы которые я изготовил после моделирования в симуляторе.
Изображение
Изображение

Аватара пользователя
Gnat
Сообщения: 14540
Зарегистрирован: Вт фев 01, 2011 10:06 pm
Откуда: Севастополь,город русских моряков

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Gnat » Сб авг 10, 2019 8:28 pm

Ivan писал(а):
Сб авг 10, 2019 7:05 pm
Я проверил, стоило ли активную рамку делать не круглой.
Стоило. Потому что сначала круглая была,потом прочитал,изменил и стал лучше приём. Мы же не на производстве,а радиолюбители! Нам интересно всё это.
Юрий Васильевич +79787254106 ignatenkostya@ua.fm

Ivan
Сообщения: 50
Зарегистрирован: Вс окт 28, 2012 11:11 pm

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Ivan » Сб авг 10, 2019 9:09 pm

То, что стало лучше, возможно. Но я думаю, что улучшение произошло по другой причине. Я ведь и проверять стал, поскольку не увидел в этой доработке потенциала, который как то заметно повысит возможности антенны.

Ivan
Сообщения: 50
Зарегистрирован: Вс окт 28, 2012 11:11 pm

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Ivan » Пн авг 12, 2019 2:16 pm

Поработал немного с этим проектом и пришёл к выводу, что увеличения принимаемого сигнала нужно добиваться не формой активной рамки, а улучшением её согласования с фидером питания. Один из путей - подбор расстояния от проводника пассивной рамки до активной. На скрине результат такого подбора, который позволил уменьшить S11 на 3 дБ. Т.е. мощность сигнала на выходе антенны увеличилась в 2 раза. В моей модели зазор между рамками составил около 50 мм. На усиление антенны эта настройка не оказала заметного влияния. Изображение

Аватара пользователя
Radiomann
Сообщения: 7428
Зарегистрирован: Чт мар 03, 2011 11:02 pm
Откуда: Германия
Контактная информация:

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Radiomann » Пн авг 12, 2019 11:32 pm

Спасибо Ivan за совет. В ближайшее время планирую провести эксперимент и озвучу результат.
Вот только мне не совсем понятны приведённые графики. Что показывает провал кривой?
Причём, как я понимаю, чем он ниже, на нижнем графике он доходит до - 7,5 db, тем получается лучше,
мощность сигнала увеличивается? В тоже время это не увеличивает усилении антенны?
Что-то я не совсем всё это понимаю.
Видимо всё дело в показателе S 11? Вообще что такое S11?
Буду признателен за подробное разъяснение.


Как раз сегодня я закончил блок управления антенной.
До этого он у меня был в виде временной конструкции.
Теперь всё как надо.
Питание управлением антенны осуществляется от аккумулятора 12V, который может
подзаряжаться от зарядного устройства, входящего в комплект блока управления.
В рабочем состоянии аккумулятор гальванически развязан с зарядным устройством.
Коммутация на четыре антенных выхода с различными буксами.



Изображение


Изображение


Изображение


Изображение


Изображение


Изображение


Изображение
Фёдор Фридрихович. Кто умеет, делает. Кто не умеет, учит. Б.Шоу

https://www.youtube.com/watch?v=65jaKGOuNs0
https://www.youtube.com/watch?v=ovkn_8sFfes

Ivan
Сообщения: 50
Зарегистрирован: Вс окт 28, 2012 11:11 pm

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Ivan » Вт авг 13, 2019 1:39 am

Доброй ночи, Фёдор. В радиотехнике есть такое понятие, как матрица рассеивания (S - матрица). Смысл её в том, что подведя какую то ВЧ мощность, к какому то схемному решению - мощность рассеится: часть поглотится, часть отразится( из-за рассогласования), часть пройдет дальше. Параметр S11 показывает, какая часть мощности( по отношению к подведённой) отразится от входа. Обычно её указывают в минус дБ. Минус указывает на то, что отр. мощность меньше подведённой. S11 можно пересчитать в Ксв(VSWR). Ксв =1.05 это примерно S11= -25 дБ, S11=-10 dB - Ксв немного хуже 2.
Отсюда понятно, что если S11 уменьшился на 3 дБ, то отражённая мощность уменьшилась в 2 раза, а следовательно поступила на вход приёмника. В нашем случае S11 был -3 dB ( половина мощности принятой антенной отражалось и переизлучалось в пространство). S11 понизился до -6 дБ, значит отразилось не половина мощности, а четвёртая часть , а на вход приёмника поступит 75% принятой антенной мощности.
Параметр S12 показывает какая часть мощности прошла наше схемное решение и поступила с последующую нагрузку.Для антенны этот параметр не имеет смысла.
Усиление антенны определяется геометрией антенны и к согласованию никакого отношения не имеет. Рассогласование учитывает параметр "Реализуемое усиление". Но его реже используют, т.к. считается, что уважающий себя инженер установит согласующую схему, если нет согласования.

Ivan
Сообщения: 50
Зарегистрирован: Вс окт 28, 2012 11:11 pm

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Ivan » Ср авг 14, 2019 11:52 am

Изображение
Добрый день, Фёдор. Решил напоследок высказать своё мнение по настройке этой антенны:
Мои интересы в этом варианте антенны связаны с оценкой её чувствительности к близко расположенным металлическим поверхностям. Вызвано это спецефическим размещением моих антенн в металлических силовых шкафах. На скрине вид исследуемой антенны в PCB варианте на частоте 868 МГц. По нему видно, что её вполне можно хорошо согласовать с фидером.
1 Соотношение диаметра рамок 1:4.5 следует считать ориентировочным
2 Положение максимума re на оси частот(см. скрин) подстраивается конденсатором пассивной рамки.
3 Величина максимума re подстраивается диаметром малой рамки
4 Минимизация индуктивной составляющей im осуществляется изменением диаметра проводника малой рамки.( уменьшение диаметра малой рамки с целью приближения максимума re к 50 Омам, может привести к подъёму всей кривой im в область индуктивной реактивности). Либо компенсирующим конденсатором в точке запитки активной рамки.

У Вас задача посложнее, в связи с необходимостью перестройки антенны в широкой полосе частот. Придётся идти на компромиссы в настройке.
Удачи в настройке антенны.
Последний раз редактировалось Ivan Ср авг 14, 2019 12:31 pm, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
Gnat
Сообщения: 14540
Зарегистрирован: Вт фев 01, 2011 10:06 pm
Откуда: Севастополь,город русских моряков

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Gnat » Ср авг 14, 2019 12:31 pm

Что ты свой СВЧ 800-1600 мгц диапазон равняешь с нашим радиовещательным диапазоном 0,5-25 мГц? Совсем другой подход к конструкции антенн. Совсем другое прохождение,затухание,отражение радиоволн.
Юрий Васильевич +79787254106 ignatenkostya@ua.fm

Ivan
Сообщения: 50
Зарегистрирован: Вс окт 28, 2012 11:11 pm

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Ivan » Ср авг 14, 2019 12:36 pm

Заблуждаетесь, Юрий Васильевич. Согласно антенной науке, антенна методом масштабирования пересчитывается на любые частоты и имеет на них идентичные характеристики. А распространение радиоволн это другая наука, к построению антенны отношения не имеющая.

IG_58
Сообщения: 2231
Зарегистрирован: Вт дек 25, 2012 5:36 pm
Откуда: Германия

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение IG_58 » Ср авг 14, 2019 3:05 pm

Ivan писал(а):
Пн авг 12, 2019 2:16 pm
В моей модели зазор между рамками составил около 50 мм.
Здравствуйте, Иван! У Вас на графике минимум S11 при расстоянии между рамкой и петлей связи на частоте 30МГц. Здесь имеется в виду оптимальное согласование рамки с петлей связи, соединенной с 50-омным фидером?
А какое будет расстояние для минимального S11 на частоте 14,15 МГц?
Игорь.

Ivan
Сообщения: 50
Зарегистрирован: Вс окт 28, 2012 11:11 pm

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Ivan » Ср авг 14, 2019 4:03 pm

Добрый день, ig_58. Тут ситуация другая, изменив расстояние внутри рамок я изменил входной импеданс активной рамки и согласование улучшилось. Т.е. дело не в расстоянии, а в необходимости оптимизировать согласование. Нужно провести расчёты этой антенны в электромагнитном симуляторе для всех основных радиолюбительских диапазонов( в которых предполагается работа антенны), оценить данные по входному импедансу активной рамки ( согласованию ). После этого пойти на компромисс по определению диаметра активной рамки, её месоположения и возможного компенсирующего реактивность элемента. Обычно я так работаю с проектами многодиапазонных антенн.
Для частоты 14.15 МГц я Вам завтра посчитаю активную рамку с оптимальным согласованием. Пассивная рамка у Вас какого диаметра и из какого диаметра трубки сделана?

IG_58
Сообщения: 2231
Зарегистрирован: Вт дек 25, 2012 5:36 pm
Откуда: Германия

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение IG_58 » Ср авг 14, 2019 4:21 pm

Ivan, а, тогда всё понятно, спасибо за уточнение.
У меня рамка диаметром 950мм из латунной трубки внешним диаметром 6,3мм. КПЕ в верхней точке, петля связи диаметром 195мм в нижней точке внутри рамки, фидер 50-омный.
Заранее благодарю.
Игорь.

Аватара пользователя
Gnat
Сообщения: 14540
Зарегистрирован: Вт фев 01, 2011 10:06 pm
Откуда: Севастополь,город русских моряков

Магнитные рамочные антенны - миф или реальность?

Сообщение Gnat » Ср авг 14, 2019 4:44 pm

Ivan писал(а):
Ср авг 14, 2019 12:36 pm
Заблуждаетесь, Юрий Васильевич. Согласно антенной науке, антенна методом масштабирования пересчитывается на любые частоты
Опять ты не понимаешь,что не радиолюбительская антенна у Фёдора,а для приёма радиовещательных станций на радиоприёмник в широчайшем диапазоне частот 0,5-30 мГц! Надо сделать антенну перекрывающую такой диапазон , а не на радиолюбительский диапазон или на одну частоту. На каждой частоте в этом широчайшем диапазоне оптимальной разная величина связи будет, Эта антенна компромисс многих факторов.
Юрий Васильевич +79787254106 ignatenkostya@ua.fm

Ответить

Вернуться в «Обо всем и на любую тему»