Simulare antene in stack

Antene HF/VHF/UHF/SHF, piloni, analiza, proiectare, constructie, impamantare, feederi...
yo7mgg
Mesaje: 39
Membru din: Mar Sep 28, 2010 8:02 am

Re: Simulare antene in stack

Mesajde yo7mgg » Joi Feb 09, 2017 2:01 pm

@YO4HGX multumesc pentru efort. Si eu am banuit ca sunt ceva greseli de proiectare a antenei dar asta e.
Cu multumiri,
Stefan YO7MGG

4x1ad
Mesaje: 367
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 11:29 pm

Re: Simulare antene in stack

Mesajde 4x1ad » Joi Feb 09, 2017 2:24 pm

@YO4HGX: imi pare rau ca ai abandonat, intr-adevar este foarte mult de munca pentru ca asa cum te-am prevenit, modelul lui DJ7ZZ este eronat. Si manualul original de acum 35 de ani este neclar, incalcit si cu erori. Daca macar manualul era limpede, atunci desenul digital si modelarea ar fi fost o "piece of cake". Nici daca lucrai direct in 4NEC2 nu iesea nimic. Imi amintesc ca la inceputul anilor '80 cand KT-34A si KT-34XA erau in mare voga (pentru ca veneau sa inlocuiasca clasicele trapuri care aveau pierderi considerabile), nu s-a inteles prea bine modelul KLM de incarcare lineara. Ba pot sa-ti povestesc ca antena putea fi montata fara mari probleme si performa bine insa cand se strica era deosebit de dificil de inteles sursa problemei daca nu se putea repera vizual.

Dupa ce am realizat ca modelul DJ7ZZ este eronat, inainte de a abandona simularea eu am scris si la firma M2 Antenna Systems (mostenitoarea firmei KLM). Nici ei nu au vreun fisier 4NEC2, MMANA Gal sau EZ-NEC si nici nu intentioneaza sa-si bata capul cu asa ceva pentru o antena veche. Nici macar pentru KT-34XA care a iesit la 2-3 ani dupa modelul cu 4 elemente.
Oricum, un bun exercitiu pentru neuronii cam inghetati de vremea de-afara. :)
Succes pe mai departe cu alte simulari/modelari.

73 de Morel, 4X1AD ex.YO4BE

P.S.: nici pe EZ-NEC Free Demo nu merge, este nevoie de versiunea PRO (cu plata).
"Daca antena buna nu e, nimic nu e...."

"Radio Amatorii nu trebuie sa fie profesionisti in radio-electronica, dar nici diletanti"

yo4hgx
Mesaje: 196
Membru din: Sâm Iun 12, 2010 3:02 am

Re: Simulare antene in stack

Mesajde yo4hgx » Joi Feb 09, 2017 4:07 pm

@4X1AD: nu am abandonat, in general sunt prea incapatanat sa cedez chiar si cand "diplomatia" o sugereaza insa in cazul de fata razboiul e pierdut, fara un minim de date pur si simplu nu are rost sa continui.

Din datele extrase din sursa .maa pare ca OB11-3 eun pic mai bine, dar iarasi modelarea este gresita, initiatorul face greseli fundamentale, "rupe" fizic la mijloc vibratoarele si simuleaza linia de alimentare cu elemente paralele independente... nu exista segmentare corespunzatoare cu diametrul tevilor fiecarui element si capac la toate diametrele elementelor (fie ele dintr-o bucata) sunt gresite, cuprinse intre 6.6-1.0mm.

Am unit mijlocul vibratoarelor, am bagat din burta niste diametre cuprinse intre 25-15mm si am refacut alimentarea prin linie paralela de 300ohms. Nu pare prea departe de adevar, la inaltimea de 10m radiatia cu gain si F/B mai mult decat decente iar SWR 4:1 ce justifica probabil folosirea unui balun cu raport.

Am gasit schema originala si poate mai tarziu, daca am timp si chef, refac modelarea de la zero.

OB11-3SAEdiagram.jpg
OB11-3SAEdiagram.jpg (159.45 KiB) Vizualizat de 884 ori

ob11-3.PNG
ob11-3.PNG (918.63 KiB) Vizualizat de 884 ori


73 de m/yo4hgx

4x1ad
Mesaje: 367
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 11:29 pm

Re: Simulare antene in stack

Mesajde 4x1ad » Joi Feb 09, 2017 6:59 pm

@YO4HGX: ma bucur ca esti tenace.
Banuiesc ca n-ai apucat sa citesti specificatiile lui OB11-3. Ai fi vazut ca sistemul de alimentare ofera o impedanta buna in cele 3 benzi acoperite (atat partea rezistiva cat si reactantele) si nu este nevoie decat de un balun 1:1. Cele trei Driven elements sunt intr-adevar splitate si fiecare jumatate conectata in paralel, cu balun-ul conectat intre cele doua jumatati.

Nu stiu cat de exacte sunt dimensiunile din schita ta, daca doresti, iti trimit fisierul meu .maa , sugestia mea este sa-ti extragi de acolo toate dimensiunile si le introduci manual in modelul 4NEC2 ca sa eviti incompatibilitatile inerente.

Pe MMANA Gal, modelul pe care il am in librarie imi ofera rezultate credibile si apropiate de specificatiile tehnice. Atentie, Tom DF2BO iti defineste la subsolul specificatiilor tehnice ale fiecarei antene ce inseamna la el dBi si dBd, ground reflection. Nu de alta, dar sa comparam decibeli cu decibeli si nu cu castraveti. Metoda a fost initiata acum vreo 17 ani de Force12 si preluata de Optibeam si mi se pare cea mai onesta (opinie proprie).

Si simularea stack-ului vertical sau orizontal cu doua OB11-3 merge bine si rezultatele sunt mai mult decat satisfacatoare.
Iata mai jos diagramele in 14MHz pentru o singura antena o data la 10m de sol, apoi la 18m antena si pentru doua antene in stack vertical la 8m distantare. Cea inferioara se afla la Lambda/2 de sol. Am crezut de cuvinta sa intru in detaliile acestea pentru ca ilustreaza ce se intampla cu antenele cand se ridica peste Lambda/2 si evolutia implicita a lobilor principali si secundari cand depasesc 1 Lambda de la sol (28MHz e si mai pregnanta diferenta).

Cazul arata grafic ce se intampla cu Gain-ul, cu F/B, cu unghiul de elevatie, largimea lobului principal, splitarea lobului principal o data cu variatia de inaltime si stacking, afectarea lobilor secundari care definesc raportul F/B, etc.etc..
Subliniez ca inaltimile din exemplele mele nu sunt neaparat cele optime, optimizarea trebuie facuta dupa ce ai un model care lucreaza. Sugestia mea este sa efectuezi tatonari atat la inaltime cat si la distantare din 0.5m in 0.5m. Din experienta mea, merita transpiratia neuronilor deoarece vei gasi puncte favorabile dar si inaltimi de evitat dintre care se poate selecta compromisul cel mai convenabil.
Toate acestea nu se pot face dupa ureche sau dupa ce a spus un voodoo-ham fara sa argumenteze.

As dori sa-ti mai atrag atentia asupra unui truc folosit adeseori de producatorii de antene si anume prezentarea valorilor maxime in specificatiile tehnice. Astfel, atat Gain-ul cat si raportul fata/spate care variaza cu frecventa sunt date la frecventa cea mai buna iar raportul F/B este dat la unghiul cel mai favorabil de pe diagrama de radiatie speculand faptul ca nu exista un sistem unitar de definire a F/B acceptat tacit de toti producatorii de antene pentru radioamatori. De aceea doar diagramele de radiatie si numai ele spun adevarul gol-golut si de aceea figureaza rar pe site-urile firmelor. Din pacate, la fel procedeaza si diversi vraci-radio pe site-urile sau blogurile lor unde arunca cu galeti de decibeli in stanga si-n dreapta. Astfel ne trezim cu tot felul de antenutze modeste care egaleaza sau depasesc la G si F/B monstrii costisitori cu multe elemente si boom-uri uriase.

Ti-am trimis pe e-mail fisierele .maa de la o antena si de la stack-ul vertical.

73 de Morel, 4X1AD ex.YO4BE
Fişiere ataşate
yo4hgx ob11-3 10mh 14MHz.jpg
yo4hgx ob11-3 10mh 14MHz.jpg (254.06 KiB) Vizualizat de 857 ori
yo4hgx ob11-3 18mh 14MHz.jpg
yo4hgx ob11-3 18mh 14MHz.jpg (256.96 KiB) Vizualizat de 857 ori
yo4hgx ob11-3  stack 10+18mh 14MHz.jpg
yo4hgx ob11-3 stack 10+18mh 14MHz.jpg (265.88 KiB) Vizualizat de 857 ori
yo4hgx ob11-3 10mh 14MHz VIEW.jpg
yo4hgx ob11-3 10mh 14MHz VIEW.jpg (183.93 KiB) Vizualizat de 857 ori
yo4hgx ob11-3  stack 10+18mh 14MHz VIEW.jpg
yo4hgx ob11-3 stack 10+18mh 14MHz VIEW.jpg (199.31 KiB) Vizualizat de 857 ori
"Daca antena buna nu e, nimic nu e...."

"Radio Amatorii nu trebuie sa fie profesionisti in radio-electronica, dar nici diletanti"

4x1ad
Mesaje: 367
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 11:29 pm

Re: Simulare antene in stack

Mesajde 4x1ad » Mar Feb 14, 2017 4:47 pm

@YO4HGX: am gasit un manual din 2015 pentru KT-34. Nu l-am verificat. Daca inca te preocupa modelul, ti-l pot trimite.

73 de Morel, 4X1AD ex.YO4BE
"Daca antena buna nu e, nimic nu e...."

"Radio Amatorii nu trebuie sa fie profesionisti in radio-electronica, dar nici diletanti"

yo7mgg
Mesaje: 39
Membru din: Mar Sep 28, 2010 8:02 am

Re: Simulare antene in stack

Mesajde yo7mgg » Mie Feb 15, 2017 12:23 pm

@4X1AD multumesc pentru simulare. Foarte interesante diagramele si modul cum se comporta antenele in stack. Rugamintea mea este, daca se poate, sa faci o diagrama pentru cele doua antenE puse la 9m respectiv 18m, pur si simplu pentru a vedea ce modificari apar fata de diagrama pusa cu inaltimi de 10m, respectiv 18m.

Cu multumiri,
Stefan YO7MGG

4x1ad
Mesaje: 367
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 11:29 pm

Re: Simulare antene in stack

Mesajde 4x1ad » Mie Feb 15, 2017 8:13 pm

@YO7MGG: in postarea anterioara ai deja antena single la 18m in 14MHz. Atasez mai jos antena OB11-3 la 9m si stack vertical 2x OB11-3 la 9+18m.

Faptul ca tu poti sa le distantezi la 9m intre ele nu inseamna ca este obligatoriu sa fie si cea mai optima distantare si inaltime fata de sol ale antenei inferioare pe un pilon de 18m. Pentru a vedea exact punctul optim, trebuie simulate atat antenele single cat si stack-ul din 0.5m in 0.5m la distantare, inclusiv sub 9m (6-9m).

Si antena superioara ar trebui tatonata pentru inaltimi ceva mai reduse decat 18. Adica destul de multe combinatii. Noroc ca transpiratia provine doar de la miscarile mouse-ului. Numai asa poti fi sigur ca storci din cele doua antene tot ceea ce se poate in limitele specifice oferite de un pilon de 18m. Se mai poate face si un fine tuning functie de caracteristicile solului, daca stii sa-l identifici.

Insa decizia distantarii trebuie luata constientizand un fapt important. Peste inaltimea de λ/2 lobii principali se spliteaza si astfel antena/antenele vor radia nu numai la un unghi de elevatie minimal ci vor avea lobi si la un unghi mai mare. Adica la folosirea doar antenei superioare de la 18m, mai putin de 50% din energia TX-ului se duce pe directia cea mai favorabila (15.7˚, cel mai mic unghi de elevatie), restul merge in jurul lui 55˚, adica putin mai bun decat o antena NVIS. Pe de alta parte, stack-ul cu 18˚ elevatie va avea o anumita acoperire la distante foarte lungi, dar cu o concentrare de energie oarecum redusa in lobul cel mai avantajos.

Pentru exemplificare, diagramele initial postate erau doar pe 14MHz. In 21 si 28MHz situatia difera deoarece inaltimea de la sol depaseste cu mult λ/2 si numarul de lobi creste. Iata de exemplu diagrama din 28MHz pentru o singura antena la 18m de sol. Ai un lob principal la o elevatie excelenta de cca.6˚, inca unul la 19˚ dar impreuna nu stiu daca contin 50% din energia TX-ului. Restul lobilor merg la incalzirea norilor si spre soare. Este foarte greu de estimat daca un lob care concentreaza doar aprox. 25-30% din energia TX-ului compenseaza cu un unghi de elevatie de 6˚ restul de energie radiata nefavorabil.

Inca un amanunt important: in diagrama in plan vertical la 28MHz se observa nuluri foarte accentuate de aprox 3-4 puncte S (18-24dB) la elevatia de 13˚ (posibil cea mai relevanta pentru legaturi cu NA) dar si intre 26-43˚ (posibil EU, nordul si Centrul Africii etc..).

Este impresionant cat de multe se pot afla despre cum performeaza antena ta dintr-o simpla diagrama. Complicatiile si inegalitatea in functionare arata importanta optimizarii compromisurilor. Diagramele nu sunt complicate dar trebuie sa inveti sa le citesti. Se mai poate trage si concluzia ca stack-urile verticale din antene multiband functioneaza mai slab decat cele monoband, unde nivelul compromisului este infinit mai redus.

Daca ai si antene filare sau verticale pentru zonele de la mica si medie distanta, atunci trebuie sa mergi la Yagi pe unghiurile cele mai mici de inaltimile optime, cautand inaltimile la care nulurile sunt mai putin adanci. Conceptul antena cat mai inalta nu este universal valabil. Daca observi, in diagrama antenei single la 18m in 14MHz exista si un nul important de aproape 3 puncte S in jurul elevatiei de 35˚ care va fi simtit atat la TX cat mai ales la RX.

Daca vorbim de RX, iti sugerez sa vezi cata energie se concentreaza in partea de lob cu elevatia cuprinsa intre 3-8˚: acestea sunt unghiurile sub care sosesc semnalele DX de la statii foarte indepartate.

Oricum, trebuie sa optimizezi antenele functie de preferinte, tipul concursului, categoria aleasa, strategia specifica si obiceiurile tale de operare. Avand toate diagramele vei sti cum sa comuti optim antenele in timpul concursului functie de propagare si zona-target. E ceva mai complicat decat lucrul de tip "cum o vrea Cel-de-Sus", dar diferentele la rezultate merita bataia de cap. Nu poti influenta soarele, gradul de ionizare si inaltimea straturilor ionosferice insa ai unele posibilitati de a exercita un anume control asupra modului in care performeaza antena. Dar acestea sunt lucruri pe care numai cine sta intr-o regiune rurala sau suburbana isi poate permite sa le aprofundeze.

Nu am vrut sa te descurajez cu toate aceste chitibusarii insa este important sa se inteleaga complexitatea problemei. Nu merita sa se faca un stack doar pe baza ca cineva a zis ca merge dara sa rgumenteze. Fara calcule si date cat mai precise este foarte posibil ca investitia si bataia de cap sa fie insuficient de productive. Fara prea multa bataie de cap se poate testa doar diversitatea azimutala, cum spunea YO9HP. In acest caz, as opina ca un stack orizontal ar "strica" mai putin din cauza influentei reciproce intre antene.

As mai zice ca cele de mai sus subliniaza importanta familiarizarii cu un soft de simulare in cazul unei investitii mai serioase in antene. Si nu vorbesc numai de resursele financiare. Ele sunt necesare dar nu suficiente.

Stiu ca nu toata lumea agreeaza aceste "pedanterii" in materie de antene, dar competitorii impatimiti din concursurile internationale majore stiu ca accesul la plutonul fruntas la categoriile "grele", este conditionat in foarte mare masura de eficacitatea sistemelor de antene si accesul la unghiuri de elevatie cat mai diversificate.

73 de Morel, 4X1AD ex.YO4BE
Fişiere ataşate
yo7mgg ob11-3 9mh.jpg
yo7mgg ob11-3 9mh.jpg (247.14 KiB) Vizualizat de 691 ori
yo7mgg ob11-3 9+18mh.jpg
yo7mgg ob11-3 9+18mh.jpg (249.88 KiB) Vizualizat de 691 ori
yo7mgg ob11-3 18mh 28MHz.jpg
yo7mgg ob11-3 18mh 28MHz.jpg (259.25 KiB) Vizualizat de 691 ori
"Daca antena buna nu e, nimic nu e...."

"Radio Amatorii nu trebuie sa fie profesionisti in radio-electronica, dar nici diletanti"

yo7mgg
Mesaje: 39
Membru din: Mar Sep 28, 2010 8:02 am

Re: Simulare antene in stack

Mesajde yo7mgg » Mie Feb 15, 2017 8:41 pm

@4X1AD multumesc pentru toate informatiile si mai ales pentru diagrame. Am inteles complexitatea stack-ului si mai ales partile tehnice pe care le implica insa, datorita timpului scurt, nu m-am putut ocupa prea mult de partea cu simularile pentru a vedea care sunt intaltimile optine ale antenelor in stack si comportamentul lor functie de distantele la care sunt amplasate. Din acest motiv am cerut ca cineva, care este dispus sa faca niste simulari, sa le publice astfel incat sa imi pot face o idee asupra modului in care pozitionarea antenelor influenteaza diagramele de directivitate si care sunt aceste inaltimi optime.
Tot datorita lipsei timpului am intrebat mai multi radioamtori ,care folosesc antene tribander in stack, care au fost criteriile pentru a pune antenele la anumite distatnte pe pilon dar si fata de sol. In general am primit informatii ca pentru un ob11-3 se merge intre 9 si 11m distanta pentru stack. De la acest lucru am pornit si eu cu alegerea pilonului pe care l-am facut la 18m in ideea de a amplasa o antena la 18,3m cat este acum si una la 9m.
Totodata nu pot sa nu amintesc de ceea ce spunea K3LR intr-un interviu si anume ca o antena tribander este optim a fi instalata undeva la o inaltime cuprinsa intre 13 si 16m (ciferele sunt aproxiamtive ele in inteviu fiind exprimate in feet) fata de sol si ca nu trebuie sa avem in vedere intaltimi de zeci de metri pentru ca solul poate avea o influenta pozitiva asupra antenei.
Oricum antena se comporta diferit in functie de zona in care este amplasata iar asta poate schimba mult ciferele care se regasesc in simularile facute.
Aveam nevoie insa de niste referinte de la care sa pot pleca pentru a putea incerca si testa acesta idee de a pue antene in stack.

Inca o data tin sa multumesc pentru efortul depus privind realizarea diagramelor dar si a informatiilor oferite.

73, Stefan YO7MGG

yo4hgx
Mesaje: 196
Membru din: Sâm Iun 12, 2010 3:02 am

Re: Simulare antene in stack

Mesajde yo4hgx » Vin Feb 17, 2017 5:35 pm

@4x1ad: scuze pentru raspunsul intarziat, am fost plecat cateva zile cu munca. Da, te rog, trimite-mi pe email manualele sau orice alte detalii referitoare la antena KLM, informatiile imi prind bine in "zilele ploioase"...

Nu am folosit niciodata MMANA si eram curios daca are la fel ca si 4NEC2 optimizare automata a unuia sau a mai multor parametri functie de variabilele pre-stabilite?

73 m/yo4hgx

4x1ad
Mesaje: 367
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 11:29 pm

Re: Simulare antene in stack

Mesajde 4x1ad » Sâm Feb 18, 2017 12:56 pm

@YO4HGX: ti-am trimis manualul.
MMANA are bineinteles optimizare la urmatorii parametri: Gain, Raport F/B, Unghi de elevatie, Reactanta jX, SWR, Matching si Curent. Fiecare parametru are un "potentiometru" digital care ii pre-stabileste ponderea dorita in cadrul optimizarii. In plus, mai dispune si de un menu Avansat care pre-seteaza limitele target-ului (Gain, raport F/B, jX si SWR).
Tot la menu-ul Avansat poti stabili felul optimizarii curentului (maximizare sau minimizare), al pozitiei "pulsului" (source) precum si configuratia circuitului de matching (Capacitance match, Hairpin Match si Optional Z).
Tot in cadrul menu-ului Avansat exista fereastra "Environment" de unde poti seta domeniul de masura pentru raportul F/B atat pentru planul azimutal cat si pentru planul vertical, inca o presetare de target a impedantei complexe Z atat pentru componenta rezistiva R cat si pentru cea reactiva jX alaturi de o presetare optionala pentru magnitudinea impedantei unui eventual circuit Hairpin Match.
Eu n-am ajuns sa-l folosesc, insa in menu-ul de optimizare mai exista si un "Band preset" pentru antene monobanda intercalate (interlaced) cu sursa comuna (gen Optibeam, Force12, Kojinsha, Innova...) sau multipla, unde poti preseta pozitia sursei (punctul de alimentare), a fazei si tensiunii pe fiecare din elemente (cred ca pana la 4 puncte de alimentare inclusiv prioritizarea unuia).

Succes in toate proiectele. Nu ma pot abtine sa sper si ca vei adopta sugestiile lui YO9IRF in chestiunea alimentarii antenei magnetice precum si anumite recomandari din numeroasele articole ale colegului nostru YO4UQ. Nu de alta, dar la o antena care poate ajunge cu "usurinta" la castiguri negative de -30 sau -40dBi intr-unele benzi, nu mai are rost sa adaugi pierderi considerabile in lantul din materialul magnetic al adaptarii, oricare ar fi el (pulbere de otel sau ferita MnZn). Mai lasa cativa watt ERP sarmani sa ajunga si la corespondenti. Nu uita ca pentru radioamatori nu e suficienta estimarea randamentului electric si cel de radiatie ERP: trebuie si estimarea randamentului de radiatie pe unghiurile utile. Degeaba am 90% randament electric, 40-70% randament ERP daca din totul 80% se duce la incalzirea norilor.

73 de Morel, 4X1AD ex.YO4BE
"Daca antena buna nu e, nimic nu e...."

"Radio Amatorii nu trebuie sa fie profesionisti in radio-electronica, dar nici diletanti"


Înapoi la “Antene”

Cine este conectat

Utilizatori care navighează pe acest forum: Niciun utilizator înregistrat și 2 vizitatori