ANTENA, MAI MULT DECAT UN SIMPLU FIR de Gheorghe Oproescu

Articole > Echipamente si constructii radio

Comentati acest articol Tipariti

ANTENA, MAI MULT DECAT UN SIMPLU FIR

Gheorghe Oproescu YO4BKM

Poate că multe din cele scrise mai jos vor surprinde, mi s-a mai întâmplat. Dar fac apel parafrazând un precedent din istoria omenirii: să arunce cu piatra doar cine poate demonstra contrariul folosind întreaga ştiinţă clădită pe ecuaţiile lui Maxwell.

În trafic o antenă are o importanţă cel puţin la fel de mare cu a emiţătorului sau a receptorului. Chiar dacă uneori nu este confecţionată HM, sigur se montează HM în condiţii ce rareori seamănă unele cu altele, orice vecinătate schimbă mult caracteristicile ei. Despre antene s-au scris şi se vor scrie multe, aşa cum s-a scris şi despre femei, pentru că au multe în comun: sunt de genul feminin, sunt practic de o infinitate de forme, dimensiuni şi comportamente diferite, uneori capricioase, alteori „pâinea lui Dumnezeu”, lista ar putea continua. Iar emiţătorul, care poate suferi de pe urma „eternei antene” la fel ca operatorul de pe urma „eternului feminin”, sigur are versiunea sa a unui vechi cântec de lume: „antena te ridică, antena te coboară, antena îţi dă viaţă, antena te omoară” care, dacă la oameni mai poate avea un sens figurat, pentru emiţător este o realitate.

În cele de faţă intenţionez să arăt cât mai detaliat ce este de fapt o antenă şi cum funcţionează ea, încât să fie înţelese cât mai corect atât informaţiile din cărţi şi reviste sau să fie interpretate corect datele furnizate de softurile pentru analizarea antenelor.

1. Ce nu este antena.

Sunt cunoscute multe descrieri ale unei antene, prin similitudine cu elemente cunoscute şi tocmai de aici pleacă multe erori în înţelegerea lor. În realitate antena este o antenă şi nimic altceva, descrisă de o serie de proprietăţi ce sunt numai ale sale şi care nu trebuie să se compare cu altceva cunoscut, comparaţiile fiind surse de confuzii.

1.1. Antena nu este un circuit acordat deschis.

Text Box:
Figura 1. Un model eronat al antenei Este arhicunoscut exemplul cu circuitul acordat LC la care armăturile condensatorului se depărtează din ce în ce mai mult, până la extrem, figura 1. Nu este corect şi iată de ce. După cum se ştie de peste un secol şi jumătate, la undele electromagnetice vectorul câmp electric este perpendicular pe vectorul câmp magnetic şi ambele sunt perpendiculare pe direcţia de propagare a undei. Dar în figura 1 cei doi vectori sunt paraleli, nu rezultă cum se formează unda de câmp electromagnetic şi nici nu se poate deduce în ce direcţie anume se propagă.

1.2. Antena nu este un circuit LC acordat.

De multe ori antena este asimilată cu un circuit LC care rezonează pe o anumită frecvenţă. Confuzia pleacă de la observaţia că o antenă concretă poate avea o frecvenţă de rezonanţă (se va vedea la final însă că nu aşa cum se ştie în general), poate funcţiona şi pe armonice, are bandă de trecere etc, se comportă inductiv sau capacitiv la frecvenţe ce diferă de o aşanumită frecvenţa de rezonanţă. Pentru lămurire voi analiza o antenă liniară, orizontală, cu capetele izolate. Un fir din cupru, de lungime l, cu capetele izolate, de diametru 2r, plasat la înălţimea h faţă de sol are o inductanţă şi o capacitate date de [4], [5]

[H] (1)

[F] (2)

lg fiind logaritmul zecimal, l, r, h în metri. Un circuit LC astfel format are frecvenţa proprie f dată de cunoscuta formulă

[Hz] (3)

Consider drept mediu înconjurător aerul sau vidul pentru care conductorul, neizolat, are coeficientul de scurtare a lungimii de undă egal cu unitatea, . Lungimea de undă (în metri) ce corespunde frecvenţei proprii rezultă

(4)

În realitate conductorul de mai sus formează un dipol orizontal în semiundă (capetele fiind izolate, în ele apar noduri de curent) şi se acordează pe o frecvenţă a cărei lungime de undă este , o cu totul altă valoare decât cea din relaţia (4).

1.3. Antena nu are impedanţa unui circuit LC acordat.

Un circuit LC ideal (deci fără rezistenţă de pierderi R) are, la rezonanţă, fie o impedanţă Z nulă dacă circuitul este serie, fie infinită dacă circuitul este paralel, impedanţa Z apărând între punctele de alimentare. O antenă ideală acordată, deci neluând în considerare rezistenţa proprie conductorului, are în punctul de alimentare o impedanţă finită, de zeci sau sute de Ohm. Indiferent cum privim antena, fie ca un circuit paralel, fie serie, ea nu are caracteristicile niciunuia din aceste circuite.

1.4. Banda de trecere a antenei nu seamănă cu cea a unui circuit LC acordat.

Un circuit LC ideal, fără rezistenţă de pierderi R (numită şi rezistenţă de amortizare şi care produce amortizarea oscilaţiilor libere), are o bandă de trecere extrem de îngustă. Dacă se ia în considerare şi rezistenţa R proprie conductorului inductanţei, cu cât conductorul este mai subţire (respectiv R mare, factor de calitate scăzut) banda de trecere se lărgeşte. În opoziţie, la antene banda de trecere este cu atât mai largă cu cât conductorul este mai gros, deci rezistenţă de amortizare este mai mică.

1.5. Curentul şi tensiunea sunt distribuite diferit.

Într-un circuit LC ideal, neamortizat şi neexcitat, dar aflat în oscilaţie în urma unui impuls, curentul circulă periodic alternativ încărcând şi descărcând condensatorul (care acumulează sau eliberează energie potenţială electrostatică) sau încărcând şi descărcând câmpul magnetic al bobinei (care acumulează sau eliberează energie cinetică magnetică). Pot fi însă identificate elementele care acumulează şi eliberează energie cinetică sau potenţială la un fir de antenă, chiar admiţând că are capacitate şi inductanţă distribuite?

1.6. Antena ideală disipă putere.

Un circuit LC ideal, deci numai cu componente reactive, fără rezistenţa de pierderi R, nu disipă putere deoarece atât inductanţa L cât şi capacitatea C conservă energia, acumulând-o şi eliberând-o periodic, fără să consume nimic din ea (pe o inductanţă sau capacitate defazajul dintre tensiune şi curent este de , deci un factor de putere nul). Putere electrică nu se poate disipa decât pe componente active, cum ar fi rezistenţa R, care apare în cazurile practice sub formă de rezistenţă proprie conductorului sau rezistenţă de pierderi a condensatorului, fapt sesizat prin încălzirea acestora la puteri mari. Circuitul LC ideal are, la frecvenţa pe care este acordat, fie o rezistenţă R nulă dacă este serie (alimentat în curent), fie infinită dacă este paralel (alimentat în tensiune), deci nu poate disipa putere nici de forma deoarece R=0, nici de forma deoarece . Mai mult, un circuit LC ideal, odată excitat, va oscila la infinit fără a mai consuma energie de la vreo sursă, arătând clar că nu are componente disipative, fapt realizat şi practic cu elemente superconductoare. În opoziţie, o antenă ideală, adică fără rezistenţa R a conductorului, disipă oricât de multă putere fără a se încălzi.

1.7. Concluzii.

Din cele de mai sus rezultă destul de clar că o antenă nu suferă comparaţii cu elemente de circuit cunoscute, chiar dacă prezintă fenomene de rezonanţă, bandă de trecere sau se poate excita pe armonice. Am convingerea că pe vremea pionieratului radiocomunicaţiilor, prin 1898-1905, pe când Alexander Popov inventa antena înaltă de recepţie sau Marconi construia antena ce-i poartă numele, ceea ce se ştia despre antenele folosite atunci era mai apropiat de realitate deoarece antenele trebuiau să fie cât mai eficiente în lipsa oricărui dispozitiv de amplificare, singura amplificare rezulta din câştigul antenei, din adaptarea ei cu staţia radio (termenul folosit era „sintonarea” antenei) şi din factorul de calitate al circuitelor acordate. Iar Maxwell şi Hertz puseseră deja la punct formalismul matematic şi experimental în domeniul undelor electromagnetice, formalismul matematic fiind valabil şi azi. În aceste circumstanţe, ce este o antenă?

2. Ce este antena.

Încep direct cu o definiţie proprie: antena este un dispozitiv care transferă energie electrică de radiofrecvenţă de la o sursă către un mediu, sub formă de energie a undelor electromagnetice. Putem vorbi, la fel de adevărat, de un transfer de putere, mărimile sunt echivalente pentru studierea antenei, dar mi se pare mai uşor de înţeles dacă folosesc termenul de energie, mai apropiat de modul în care antena excită mediul în mod continuu, pe o durată de timp. În plus, undele electromagnetice posedă energie şi nu putere. Important este de înţeles că nu antena consumă energia (sau puterea) emiţătorului, ci mediul în care se află plasată şi pe care îl excită sub formă de unde ale câmpului electromagnetic, alimentate de către ea. Şi, cum mediul în care se generează unde de câmp electromagnetic este infinit, energia transmisă undelor poate fi oricât de mare deoarece un mediu infinit nu se saturează. Antena primeşte energie electrică într-un punct al său iar această energie „se scurge” în mediu prin toată antena. O comparaţie mult mai apropiată de realitate ar fi între o antenă şi o pâlnie, prin care se „toarnă” în mediu energie furnizată de o sursă. Aşa cum pâlnia produce o varietate de agitaţii în apropierea locului unde toarnă lichidul (zona de tranziţie), tot aşa şi antena produce o zonă agitată în apropierea sa, perturbată foarte complex, undele electromagnetice „pure” manifestându-se abia la o anumită distanţă de antenă. Se definesc astfel trei zone în jurul unei antene, unde undele de câmp electromagnetic au diferite proprietăţi: o zonă de câmp apropiat cu comportament reactiv, urmează o zonă de câmp apropiat cu comportament radiant, după care se întinde zona de câmp îndepărtat cu comportament radiant. Delimitarea acestor zone se face convenţional, funcţie de forma şi dimensiunile antenei. De o deosebită importanţă este zona de câmp apropiat cu comportament reactiv, practic „lipită” de antenă, deoarece aici se formează una din cele mai importante caratceristici ale antenei: impedanţa de radiaţie. Zona de câmp îndepărtat se formează, practic, începând de la câteva lungimi de undă mai departe faţă de antenă şi aici se manifestă alte caracteristici ale sale precum polaritatea undelor şi direcţia de propagare a lor.

Text Box:
Figura 2. Fluxul energetic disipativ într-o antenă reală Arătam mai sus că mediul în care antena „toarnă” energie se comportă ca un consumator pur disipativ al acestei energii, fără a restitui energie spre sursă, cum ar face consumatorii conservativi (inductanţe sau capacităţi ideale). Dar cum mediul nici nu se încălzeşte de pe urma energiei consumate (decât daca are în structura sa elemente cu rezistivitate finită cum ar fi vegetaţia, ceaţa şi altele asemănătoare), constatăm că mediul este un consumator de tip disipativ, fără a fi însă rezistiv. Deoarece suntem obişnuiţi să evaluăm energia electrică disipată (consumată, deci nerecuperabilă) ca energie consumată pe o sarcină activă, formal definită ca o rezistenţă R, inexistentă la cuplul antenă-mediu dar care cuplu consumă energie, a fost necesar să se introducă noţiunea de rezistenţă de radiaţie a antenei , care joacă rolul unei rezistenţe disipative utile (active). Din punct de vedere fizic este o rezistenţă fictivă, virtuală, care rezultă totuşi ca relaţie dintre o tensiune şi un curent din antenă şi caracterizează din punct de vedere energetic-disipativ comportamentul cuplului antenă-mediu, figura 2, unde antena este considerată a fi reală, deci din conductor având rezistenţă proprie. Rezistenţa de radiaţie este necesară pentru a realiza adaptarea corectă a antenei la emiţător şi, mai mult, pentru a afla dacă antena lucrează preponderent în tensiune (rezistenţă de radiaţie de valoare mare) sau preponderent în curent (rezistenţă de radiaţie de valoare mică).

Am folosit mai sus noţiunea de unde de câmp electromagnetic sau unde electromagnetice în loc de câmp electromagnetic, dintr-un motiv ce-l văd foarte important deoarece poate produce confuzii fundamentale în domeniul undelor radio. În realitate antena nu generează câmp electromagnetic ci generează unde de câmp electromagnetic (unde electromagnetice) prin perturbarea câmpului electromagnetic care există pretutindeni în Univers. Câmpul electromagnetic este un spaţiu caracterizat de trei mărimi destul de cunoscute: permeabilitatea magnetică m, permitivitatea electrică e şi conductivitatea g. Indiferent dacă acest spaţiu este izolator sau conductor (vid, aer, sticlă, apă, un bloc de metal etc) el posedă valori concrete pentru aceste mărimi. Modul în care se formează undele de câmp electromagnetic într-un astfel de spaţiu precum şi modul în care se propagă acestea sunt descrise de ecuaţiile lui Maxwell, vechi de peste un secol dar atât de complicate încât foarte puţini se pot încumeta să le folosească în toată complexitatea lor. Aşa că de cele mai multe ori se folosesc expresii simplificate (de exemplu pentru medii izolatoare cu g=0 şi fără sursă, respectiv antenă) ori se folosesc rezultate obţinute cu mare trudă de unii cercetători apoi diseminate, preluate, răstălmăcite şi, de multe ori, greşit înţelese. Pe acest traseu a apărut şi simplificarea expresiei unde de câmp electromagnetic folosindu-se, pe scurt, expresia câmp sau CEM.

Ocolind formalismul matematic, voi face apel la alte mijloace în susţinerea afirmaţiei că antena nu produce câmp electromagnetic, afirmaţie cu iz de erezie. Se ştie că există şi altfel de unde, de exemplu undele mecanice precum undele sonore, valurile pe suprafaţa unei ape calme etc. Undele sunt de fapt perturbări periodice ale unui anumit mediu, pentru undele mecanice mediul fiind o substanţă solidă, lichidă sau gazoasă care are obligatoriu densitate şi elasticitate. Sursa care produce perturbaţiile poate fi o membrană de difuzor, o coardă vibrantă sau altele. Sursa perturbă mediul numai în imediata sa vecinătate iar perturbaţia, datorită unor proprietăţi ale mediului precum elasticitatea şi densitatea pentru undele mecanice, se propagă din aproape în aproape, orice zonă perturbată din mediu devenind sursă pentru zonele învecinate. Dacă membrana unui difuzor nu ar produce „valuri” prin aer, nu ar consuma putere de la sursă. Dar fiind nevoită să impingă alternativ straturi elastice de aer având o anumită masă (deci inerţie), datorită elasticităţii straturile devin la rândul lor „membrane” pentru alte straturi cu masă şi elasticitate din vecinătate ş.a.m.d., va consuma deci putere de la sursă transferând-o undelor generate continuu. În vid sau în medii complet plastice (ce se deformează permanent, fără să revină la forma iniţială) membrana nu produce unde şi nici nu consumă energie. Pentru undele electromagnetice mediul nu este o substanţă (până pe la sfârşitul secolului XIX încă se mai credea că aceste unde au nevoie tot de un mediu alcătuit din substanţă detectabilă de simţurile noastre, inventându-se „eterul”), între timp s-a ajuns la concluzia că mediul este de fapt un câmp insesizabil de simţurile noastre, caracterizat prin cele trei mărimi arătate mai sus. Un proces electromagnetic poate perturba acest câmp fie într-un mod staţionar (de exemplu, câmpul magnetic al unei bobine alimentate în c.c. este o perturbare staţionară şi constă într-o redistribuire prin ordonare şi concentrare în axul său a unei părţi din câmpul ce există în mediu, dar fără a diminua câmpul din vecinătate deoarece mediul, fiind infinit, are resurse infinite), fie într-un mod variabil. O perturbare staţionară a acestui câmp nu produce în mod permanent unde de câmp electromagnetic, aşa cum o simplă repoziţionare staţionară a membranei unui difuzor nu produce unde sonore permanente. O perturbare variabilă a câmpului electromagnetic se va propaga însă din aproape în aproape, producând unde electromagnetice, asemenea unei perturbaţii variabile a membranei de difuzor ce produce unde sonore. Aşa că antena nu generează câmp electromagmetic, el există pretutindeni, antena produce doar unde ca perturbaţii periodice ale acestui câmp în vecinătatea ei. Aceste perturbaţii devin surse pentru câmpul învecinat pe care îl perturbă la rândul lor şi astfel, din aproape în aproape perturbaţiile se propagă prin mediu. Dacă antena are forme geometrice ce favorizează perturbaţii numai pe o anumită direcţie (antenele directive) atunci undele de câmp electromagnetic vor fi direcţionate numai pe acea direcţie. Considerând undele ca o propagare de perturbaţii din aproape în aproape ale unui câmp existent putem înţelege o serie de alte manifestări ale lor, imposibil de definit dacă am fi considerat că antena produce câmp electromagnetic, după cum urmează:

- Viteza de deplasare a undelor este finită şi este viteza de transmitere a perturbaţiilor prin mediu, deoarece se consumă timp pentru excitările succesive din aproape în aproape. Dacă antena ar fi produs câmpul şi nu undele, poate spune cineva de ce înaintează acest câmp prin spaţiu cu viteză finită?

- Câmpul magnetic al unei inductanţe sau câmpul electric al unei capacităţi devin practic nule la numai câţiva metri de sursă, chiar dacă aceste câmpuri sunt unidirecţionale. Dacă antena ar produce câmp şi nu unde, cum se explică faptul că la distanţe cosmice (sute de milioane de km) antenele unidirecţionale de pe staţiile interplanetare emit unde care pe Pământ au suficientă energie pentru a fi detectate? Explicaţia este simplă: antena produce o perturbaţie în apropierea sa, apoi această perturbaţie se propagă la mari distanţe, pierzând din energia sa doar acea parte pe care mediul ce-l străbate o absoarbe datorită faptului că posedă totuşi o anumită conductivitate nenulă. Antena, ca şi membrana unui difuzor, perturbă câmpul numai în imediata vecinătate, apoi este “grija” câmpului să transmită această perturbaţie în toată cuprinderea sa, oricât de departe.

- Dacă antena ar produce câmp şi nu unde ca perturbaţii ale unui câmp existent deja care posedă valori concrete pentru m şi e, cum se explică fenomenele de reflexie sau refracţie a undelor? Reflexia sau refracţia apar la separaţia între medii cu valori diferite pentru m şi e, valori ce nu sunt produse de antenă. Aceste fenomene sunt provocate de impedanţa diferită a mediului (câmpul electromagnetic) care se calculează cu formula sau datorită vitezei de propagare diferită de la un mediu la altul, viteză ce se află cu . Pentru vid (sau aer uscat) cu şi rezultă şi . Şi-a pus cineva întrebarea ce ar fi dacă impedanţa antenei ar fi egală chiar cu ? Nu cumva s-ar câştiga rezolvând o adaptare neluată încă în seamă?

Ecranele metalice care împiedică trecerea undelor electromagnetice acţionează în două moduri distincte. În primul rând, datorită deosebirilor foarte mari a impedanţei ecranului faţă de mediul de unde vine unda apar reflexii iar unda reflectată conţine cea mai mare parte din energia undei incidente. Partea ce pătrunde în ecran, de la bun început cu o energie mai mică, se şi disipă repede prin transformarea în căldură pe rezistivitatea ecranului şi, în plus, datorită efectului pelicular proporţional cu frecvenţa, unda pătrunsă se concentrează cât mai aproape de suprafaţa ecranului. Ecranele alcătuite din materiale conductoare reale, având şi rezistivitate, nu împiedică trecerea câmpului electromagnetic (câmpul nu este o undă, nu se reflectă, nu induce curenţi), ci împiedică numai trecerea variaţiilor acestui câmp prin reflexie şi prin disiparea energiei pe rezistenţa proprie ecranului sub formă de căldură. Aşa se explică de ce se pot produce unde electromagnetice şi in afara unui ghid de undă, şi în interiorul lui, câmpul existând pretutindeni, fără însă ca undele dintr-o parte să pătrundă în cealaltă parte.

3. IMPEDANŢELE UNEI ANTENE

Am arătat mai sus cum apare noţiunea de rezistenţă de radiaţie a antenei. Pentru ca întreaga energie transmisă antenei să se transfere în unde de câmp electromagnetic trebuie, în primul rând, ca perturbaţiile produse de antenă în mediu să nu se întoarcă spre antenă. În imediata vecinătate a antenei perturbaţiile se propagă în orice direcţie (este vorba de zona de câmp apropiat, foarte agitată, precum zona agitată din vecinătatea pâlniei ce toarnă lichid într-un vas), deci şi de la mediu spre antenă. Mulţi cunosc, din cărţile de specialitate, că o antenă acordată în semiundă sau sfert de undă nu are lungimea exactă a jumătăţii sau sfertului de undă ci este puţin mai scurtă, coeficientul de scurtare fiind dependent de grosimea conductorului. Din păcate acest fenomen de scurtare este explicat destul de stângaci de autori, aducând ca motivare anumite efecte terminale sau periferice ale conductorului. Cercetând amănunţit fenomenul de întoarcere spre antenă a unei părţi din energia undelor în câmpul apropiat am constatat că acest câmp este parţial conservativ iar energia întoarsă este de natură magnetică, respectiv ansamblul antenă-mediu se comportă inductiv. Chiar dacă antena are exact lungimea unui dipol şi grosime zero, acest comportament inductiv nu dispare. Calculând rezistenţa de radiaţie pe baza energiei disipate în câmp apropiat am aflat că aceasta este de fapt o impedanţă, care la dipolul cu grosime nulă are o componentă activă (rezistivă) de cca 73 Ohm şi o componentă reactivă (inductivă) de cca 42 Ohm (destul de mare!), ceea ce necesită scurtarea antenei, cu atât mai mult cu cât coductorul este mai gros. La un dipol pentru banda de 144MHz, gros de 10mm componenta reactivă dispare dacă lungimea dipolului devine 0,473l în loc de 0,5l. Iar această lungime scurtată este chiar lungimea de rezonanţă a antenei, adică lungimea la care antena nu mai are componentă reactivă în impedanţa sa. Pentru o grosime de 20 mm lungimea dipolului devine 0,468l. Aceste valori le-am obţinut cu un soft propriu (ele coincid cu cele oferite de [1], [2], [6]), la care lucrez încă şi care vreau să analizeze cam toate antenele existente. Numai că programarea ecuaţiilor lui Maxwell este deosebit de migăloasă, trebuie să folosesc algoritmi complicaţi pentru a asigura precizia şi stabilitatea soluţiilor şi nu am rezolvat decât antenele dipol, Windom, verticală, Yagi-Uda şi adaptarea liniilor de alimentare. Când va fi gata îl voi pune la dispoziţia tuturor.

Scurtarea antenei atrage după sine şi micşorarea rezistenţei de radiaţie care la dipolul cu grosimea de 20mm de mai sus devine 67 Ohm în loc de cunoscuta valoare de 75 Ohm, acest fapt nefiind precizat de mulţi dintre autorii manualelor de antene.

Odată cunoscută rezistenţa de radiaţie se poate calcula rezistenţa în punctul de alimentare al antenei , în vederea adaptării la linia de alimentare. Dacă acest punct corespunde cu punctul de curent maxim (de ex. la mijlocul dipolului sau la baza antenei verticale în sfert de undă) rezistenţa de alimentare a antenei va fi egală cu rezistenţa de radiaţie. Dacă alimentarea antenei se face în alt punct, unde curentul nu mai este maxim (de ex. la antenele Windom) rezistenţa de alimentare va fi întotdeauna mai mare, ajungând până la valori teoretic infinit de mari şi se calculează funcţie de distribuţia curentului prin antenă. Dacă punctul de alimentare este la distana x de unul din capetele libere ale antenei (sau de orice nod de curent) şi distribuţia curentului în lungul antenei este sinusoidală, rezistenţa în acest punct va fi dată de

(5)

Folosind (5) se poate alege pe lungimea antenei punctul de alimentare în care rezistenţa are valoarea care ne convine.

4. ÎNCHEIERE

Deşi m-am lungit destul de mult în prezentare, nu am epuizat decât foarte puţin problema antenelor. Tot ce am arătat mai sus privind impedanţele antenelor se referă doar la antena dipol foarte depărtată (cel puţin cîteva lungimi de undă) de sol şi de alte medii conductoare (lacuri, vegetaţie etc). Dacă voi avea timp – şi trecere la acest forum – voi continua dar cu exemple, mai clare şi mai uşor de înţeles decât teoria cu care le-am obţinut şi care se găseşte în cele câteva mii de pagini existente la bibliografia anexată. Pentru ca materialele ce se vor prezenta în legătură cu antenele, de mine sau de alţii, să fie corect interpretate, mai ales de către începători, dar şi de către avansaţi, am constat din experienţă, dar şi din discuţiile purtate în cluburi, că trebuie bine lămurite noţiunile de bază şi corectate multe noţiuni greşite, ceea ce am şi încercat să fac în cele de mai sus.

Bibliografie (selectivă).

[1] Johnson C. R. Antenna Engineering Handbook, Thrird Edition, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia, ISBN 0-07-032381-X, 1993.

[2] Orfanidis S.J. Electromagnetic Waves & Antennas, www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa 31 August 2010.

[3] Rothammel Karl. Antennenbuch. Deutscher Militaerverlag, Berlin 1969.

[4] Smirenin B.A. Manual de radiotehnică, vol. I . Editura Energetică de Stat, 1953.

[5] Smirenin B.A. Manual de radiotehnică, vol. II. Editura Energetică de Stat, 1954.

[6] Stutzman W. L., Thiele G. A. Antenna Theory and Design, Second Edition, John Wiley & Sons Inc. ISBN 0-471-02590-9, 1998.

[7] *** The ARRL Handbook for Radio Communications. 86^th Edition, editor K1RO, Newington, CT 06111 USA, 2009.

Gheorghe Oproescu YO4BKM

Articol aparut la 24-4-2013

21013

Inapoi la inceputul articolului

Comentarii (43)

Postat de Popovici Gabriel - YO3INQ la 2013-04-25 08:38:59 (ora Romaniei)
Multumesc pentru articol,bine punctat si explicit.
Foarte bune informatile si utile...cel putin pentru mine.Apreciez munca depusa pentru acest articol.Toate cele bune va doresc,73 & 88.

Postat de Vili - YO3HEB la 2013-04-25 09:19:20 (ora Romaniei)
Foarte frumos!
Sa gasesti puncte de vedere noi despre fenomene considerate comune este un valoros rezultat, consecinta a unui efort de studiu aprofundat si a creativitatii.
Ca multi dintre noi, ma consider bine informat in domeniu si de aceea articolul imi pare foarte interesant!
Ar putea fi tradus si publicat intr-o revista de mai larga circulatie deoarece are informatie, valoare si stil.
Felicitari!

Postat de Razvan - YO9IRF la 2013-04-25 09:21:47 (ora Romaniei)
Foarte bun articolul, felicitari !

Postat de Daroczi Carol - YO2GL la 2013-04-25 10:01:39 (ora Romaniei)
Dr.OM. Gheorghe,
Am citit cu interes acest articol despre antene.Nu am incercat sa aprofundez formulele , dar explicatiile"pe intelesul tuturori"aduce noutati la intelegerea functionarii antenelor si a propagarii undelor electro-magnetice.Multumesc pentru publicare aici.Astept cu interes si continuarea promisa. Spor la tot ce faci! 73! Carol

Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2013-04-25 12:20:40 (ora Romaniei)
Multumesc celor ce si-au exprimat in comentariile de mai sus. Pentru cine doreste sa se implice intr-un studiu de durata, ii recomand manualul de la pozitia 2 din bibliografia atasata la articol, se gaseste liber pe internet. Spun ca este o treaba de durata deoarece undele radio si antenele sunt acolo ecuatii diferentiale cu variabile complexe si, asa cum ati remarcat, am tot "frecat" la ele de peste 12 ani. Rezultatul incepe sa se vada, lucrez sa definitivez o aplicatie care sa dimensioneze antene (impedante, adaptari, lobi de radiatie, castig etc), am finalizat doar dipolul, Windom, verticala, Yagi-Uda si liniile de alimentare. Cine o doreste - chiar in stadiul incipient de acum - sa-mi trimita un e-mail, de preferat de pe yahoo.com, browswerul gmail trateaza foarte dur fisierele executabile chiar cu extensie schimbata sau arhivate, ca protectie deoarece virusii sunt fisiere executabile. 73! Tavi

Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2013-04-25 12:21:51 (ora Romaniei)
Scuze, revin, de adta acesata cu adresa mea de pe yahoo. 73! Tavi

Postat de George - YO9HSW la 2013-04-25 18:08:16 (ora Romaniei)
Mediul este de natura fizica, compus din substanta. Ori dumneavoastra puneti egalitate intre notiunea de mediu si cea de camp, forma de existenta a materiei distincta de substanta. Acesta controversa a fost larg dezbatuta pe forum in urma unei interventii a lui Alex - N2NNU.

Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2013-04-25 19:51:30 (ora Romaniei)
@George, YO9HSW. Aici este greseala unora precum Alex. Iti mai amintesti cum voia sa trimita un electron cu viteza luminii printr-un conductor de cupru? Electronii se deplaseaza prin conductori cu viteze de ordinul zecilor de cm (maxim metri) pe secunda, indiferent diferenta de potential, se demostreaza asta in orice manual de fizica de liceu. Si daca electronul ar fi fost "aruncat" in acest conductor dintr-un accelerator ipotetic (nicio particula nu poate fi accelerata la viteza luminii) ar apare efecte cunoscute deja (in materiale izolatoare este efectul Cerenkov, cand o particula se deplaseaza printr-un mediu cu viteza mai mare decat a luminii in acel mediu dar care este mai mica decat in vid, in conductori patrunderea este extrem de mica, de ordinul micronilor si este insotita de radiatii din gama radiatiilor X). O alta greseala care se face usor este ca mediul ar fi compus din substanta (o reminiscenta a teroriei eterului din sec. XIX, rezolvata in sec.XX), in realitate mediul este compus din materie, prin materie intelegandu-se atat substanta cat si campul (camp electromagnetic caracterizat de permeabilitate si permitivitate, camp gravitational, camp nuclear, camp mezonic etc). Ele interactioneaza intre ele, se si pot transforma intre ele (dar in niciun caz antena nu transforma electronii in camp electromagnetic prin cine stie ce efecte relativiste, o simpa evaluare energetica arata clar acest lucru). Iar acesata materie, daca este compusa din camp electromagnetic (un ceva neperceput de simturile noastre precum campul gravitational, dar care are permebilitate si permtivitate), poate fi stationara sau perturbata, starea perturbata putand avea si forma unndelor de camp electromagnetic, depinde de modul in care se face perturbarea (periodic sau nu, armonic sau nu etc).
Imi amintesc bine lupta de acum cativa ani si de aceea am inceput articolul cu un motto, dupa ce am luat "cu acul" toata teoria antenelor - am timp fiind pensionar - plus ca am si cunostinte de matematici speciale, in acest domeniu am lucrat timp de decenii. Ei bine, voi continua sa corectez ideile gresite unde se poate dar, unde se fac afirmatii ce contrazic cunostintele in domeniu, il invit pe autorul respectiv sa-mi prezinte macar semnificatia ecuatiilor lui Maxwell precum si intelesul fiecarui termen din ele si-l voi crede, desi ar trebui sa-i cer sa-mi demontreze afirmatiile sale pe baza respectivelor ecuatii. Asa cum aratam si in articol, in cei peste 100 de ani aceste ecuatii au fost prezentate de multe ori in forme particulare sipmlpificate, cazurile particulare au fost generalizate, s-au facut si preluari cu greseli. De aceea m-am apucat sa rezolv aceste ecuatii pentru a putea dimensiona antene in cel mai corect mod cu putinta si rezultatele mele sunt aceleasi cu cele obtinute in cateva exemple din bibliografie, le voi prezenta cu alte ocazii. Mai adaug ca de-a lungul deceniilor am gasit softuri cu erori in domeniul meu de cercetare (dinamica masinilor si echipamentelor, erori constatate experimental) si de atunci nu mai "servesc" decat softuri proprii care, chiar daca nu au o grafica comerciala sunt precise. Iti voi trimite pe e-mail cateva din ele, impreuna cu alte detalii. 73! Tavi.

Postat de Adrian - YO3HJV (yo3hjv) la 2013-04-25 22:25:55 (ora Romaniei)
Am citit cu interes articolul; a facut un pic lumina in unele prejudecati pe care, marturisesc, le impartaseam si eu. Aparatul matematic ma depaseste dar concluziile sunt relativ facil de asimilat. Poate ca o continuare a articolului din perspectiva utilizatorului ar fi extrem de utila pentru cei care, inainte de a aborda problema antenei doresc sa evalueze influenta mediului inconjurator. Astept cu interes continuarea Tavi! 73

Postat de Dan - YO3GH (yo3gh) la 2013-04-25 23:35:36 (ora Romaniei)
Mi-a placut abordarea ... felicitari .
73 de YO3GH , Op Dan

Postat de George Dita - YO3ICW la 2013-04-26 00:56:43 (ora Romaniei)
Un articol tehnic foarte bun si scris mai pe intelesul tuturor.Astept cu interes si altele in gen ca m-am cam saturat sa vad pe aici articole de traveling si istorie)))

Postat de George - YO9HSW la 2013-04-26 10:44:27 (ora Romaniei)
Vad ca admiteti capacitatea obiectelor incarcate cu sarcina electrica de a produce camp electric sau magnetic. Chiar este vorba de campuri sau sunt tot perturbatii intr-un camp magnetic/electric primordial?

Postat de Tony - YO3FXF la 2013-04-26 11:40:28 (ora Romaniei)
Un articol superb !Mai vrem astfel de articole!...De femei...ne-am cam saturat!HI!

Postat de STOLNICU Petrica - YO9RIJ la 2013-04-26 12:03:39 (ora Romaniei)
Felicitari! O mai veche idee, din cate stiu, care a prins contur! Am fi onorati daca QTC MAGAZIN (Handbook-ul A.R.R.) ar beneficia de un astfel de stil de abordare sub penelul lui OM Tavi YO4BKM!.
La mai multe articole! 73! Cu respect! YO9RIJ Petrica.

Postat de Ionescu Serban Radu - YO3AVO la 2013-04-26 13:20:38 (ora Romaniei)
Dar daca axul bobinei din schema circuitului prezentat in subcapitolul 1.1 ar fi dispusa orizontal (deci nu pe aceeasi dreapta cu terminalele condensatorului), nu ar fi indeplinita conditia de perpendicularitate a vectorileor intensitate de cimp electic si magnetic?

Postat de Iuliu Boros - YO5PQI la 2013-04-26 14:10:57 (ora Romaniei)
Excelent articol, aduce precizări necesare.

Postat de Cristian - YO4UQ la 2013-04-26 14:14:28 (ora Romaniei)
Bravo Tavi! Ai lamurit niste probleme mai aproape de fenomenul fizic si ai excitat niste discutii interesante. Incearca sa explici, chiar si cu elemente matematice sau grafic procesul de trecere de la elementul antena la mediul de propagare. Procesul la interfata dintre cele doua medii, cum se face perturbarea campului si mai apoi propagarea. Am gasit ceva in BERKELEY vol III 210 - 213 pag. dar destul de succint. Socces!

Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2013-04-26 14:29:22 (ora Romaniei)
@George, YO9HSW. Aparent, dupa cum am invatat la fizica in scoala generala, o sarcina electrica stationara produce camp electric in jurul ei, acest camp devine insesizabil incepand de la distante destul de mici (scade proportional cu patratul distantei). Daca aceeasi sarcina se misca accelerat, produce unde electromagnetice, sesizabile la distante foarte mari. Dar, numai aparent. In realitate campul electric (si cel magnetic) exista pretutindeni. Se poate imagina ca practic, in orice punct din Univers, exista o infinitate de vectori camp electric orientati in toate directiile, deci cu rezultanta nula iar sarcina electrica stationara nu face decat sa tulbure in mod stationar acest echilibru, la distante mici in jurul ei. Daca sarcina se misca accelerat (ca in curent alternativ) tulburarea echilibrului se face nestationar si fiecare variatie a acestui dezechilibru provoaca alte variatii in jur lor etc, adica apar si se propaga undele electromagnetice. O chestiune asemantoare a intarziat cca 10 ani elaborarea teoriei inductiei electromagnetice, fizicienii sec. XIX se asteptau ca curenti stationari (deci sarcini in miscare uniforma, neaccelerata) sa induca curenti electrici stationari (un fel de transformator alimentat in c.c.). Intamplarea i-a relevat lui Faraday ca doar curentii variabili (sarcini in miscare accelerata) produc inductie si, de atunci, toate drumurile s-au deschis in electrodinamica.
@YO3AVO: In desenul respectiv bobina reprezinta inductanta proprie a antenei iar armaturile de la capete reprezinta capacitatea proprie a antenei, figurate sub forma de elemente concentrate, in realitate ele sunt distribuite pe tot conductorul si nu au cum fi perpendiculare intre ele. Si chiar daca ar fi asa (este posibil un semenea caz, numai ca explicatiile sunt lungi si complicate) nu se poate explica cum se propaga undele, in ce directie anume si, mai mult, din subcap. 1.2 se vede ca nu respecta frecventa de rezonanta.
@YO9RIJ: dupa ce ma voi "readapta" la tara unde plec pe 30 aprilie si stau acolo pana la toamna, voi aborda si propunerea ce mi-o faci, TNX!
Multumesc tuturor care au apreciat lucrarea si, mai ales, pentru recomandari, voi pregati o descriere detaliata a celor solicitate (efectul solului, al vecinatatilor etc) sub forma de exemple concrete pe o antena dipol. AGN TNX & 73! Tavi.

Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2013-04-26 14:53:38 (ora Romaniei)
@YO4UQ: Cu ce se afla in BERKELEY (posed volumele respective, inclusiv vol. III, al lui Frank S. Crawford Jr in EDP Bucuresti 1983) nu se poate dimensiona o antena. Softul ce il am in lucru, pentru analiza antenelor (este terminat pentru dipol, Windom, Marconi, Yagi-Uda si linii de alimentare), il construiesc pe teoria dezvoltata in Electromagnetic Waves & Antennas, http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa care figureaza si in bibliografie. Am promis ca voi continua, o voi face in maniera grafica, cu cat mai putine formule, cine le doreste le gaseste in link-ul de mai sus. TNX, 73! Tavi.

Postat de Eugen - YO9IFF la 2013-04-27 00:32:08 (ora Romaniei)
Pentru a calcula lungimea de unda la propagarea printr-un fir aflat la o inaltime h fata de un plan de masa, plecind de la valorile inductantei si capacitatii firului, trebuie lucrat cu modelul distribuit din teoria liniilor de transmisiune. Se folosesc inductanta lineica Ll si capacitatea lineica Cl; formulele pentru acestea se obtin din (1) si (2) prin eliminarea factorului l. Considerand o linie fara pierderi, constanta de defazare (defazajul pe unitatea de lungime) este: B = 2 * pi * f * sqrt(Ll * Cl), iar lungimea de unda: lambda = 2 * pi / B, lambda = 1/sqrt(Ll*Cl)) / f. Se observa ca (1/sqrt(Ll*Cl)) = 3*10^8 m/s , deci se obtine corect lambda = c / f si prin folosirea formulelor pentru inductanta si capacitate. In cazul in care firul este la o inaltime h mult mai mica decat lungimea de unda, ansamblul fir-plan de masa se comporta intre cele doua capete ca o linie de transmisiune TEM, pierderile aparand doar in conductor si dielectric iar radiatia fiind neglijabila.
Bineinteles antenele nu se pot analiza cu teoria liniilor de transmisiune, scopul antenelor fiind radiatia energiei electromagnetice si nu transportul energiei cu pierderi minime ca in cazul liniilor. Pentru a obtine radiatie semnificativa, firul trebuie sa fie la o inaltime suficienta.

Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2013-04-27 10:01:13 (ora Romaniei)
@Egen YO9IFF: Multumesc pentru precizarea ca antenele nu pot fi tratate nici ca linii de transmisiune, mie mi-a scapat. Rezultatul ce l-ai expus arata ca se mentine valabilitatea relatiei dintre lungimea de unda si frecventa pentru unda din conductorul antenei (de fapt liniei), dar nu arata cum depinde oricare dintre cele doua de dimensiunile antenei si este firesc sa fie asa, liniile de transmisiune nu trebuie sa se comporte rezonant. Este posibil ca antenele cu unde progresive (antene nerezonante, gen antena Beverage si, probabil, T2FD) sa se apropie oarecum de liniile de transmisiune, voi incerca sa modelez si o astfel de antena. Dar obiectivul meu de perspectiva este sa reusesc un model care sa arate precis cum functioneaza o antena foarte ciudata, care produce unde electromagnetice si cand este inconjurata de un mediu conductor, char daca nu perfect conductor. Americanii au folosit in Vietnam, pentru traficul militar pe unde medii, antene filare bagate in tuburi de bambus si ingropate in pamant, pentru a nu fi localizate cu precizie si distruse de inamic. Un prieten din Braila, YO4CAI - Valentin, povestea ca a experimentat in tinerete antene pe unde scurte asezate in transee suficient de lungi (transee deschise, deci neacoperite cu pamant) si a remarcat o directivitate mult mai pronuntata, plus capacitatea de a face trafic radio. De aceea trebuie bine cercetata zona din imediata vecinatate a antenei, acea zona de camp reactiv si vad ca nu sunt singurul interesat, YO4UQ are si el interese in aceasta zona. Mai sunt si alte chestiuni de lamurit privind efectul solului prea apropiat: o antena foarte apropiata de sol este antena Marconi, care are capatul de jos legat la sol, pierderile in sol sunt reduse iar radiatia este semnificativa pe directii favorabile DX, directiile depind de lungimea antenei in fractiuni de lambda. Un dipol orizontal, foarte apropiat de sol, radiaza destul de consistent dar majoritar pe verticala, daca este foarte departat de sol (peste 5---10 lambda) radiaza circular in jurul firului. Sper sa am ocazia sa arat cum stau aici lucrurile deoarece acest aspect l-am rezolvat deja pe baza teoriei din sursele bibliografice aratate, unele chiar de ultima ora cum este [2]. 73!Tavi.

Postat de kiss vasile - YO5ODU la 2013-04-27 19:33:07 (ora Romaniei)
Tavi ! Multumim pentru articol ! Eu din pacate NU stiu engleza, dar MULTUMESC deosebit de MULT ca m-am lamurit cu anumite lucruri "nelamurite" pentru mine.Din pacate am niste vecini foarte "bunii" si nu pot monta antena pe bloc, Iar din zona verde din fata blocului mi-a furat si suportul, si antena ! Pe langa asta sunt la MILA altora sa pot face ceva ,.! Sarbatorii Pascale Fericite .yo5odu.

Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2013-04-27 23:19:15 (ora Romaniei)
Multumesc din nou tuturor celor de mai sus pentru interesul manifestat fata de articol! Celor cu nume de floare, YL, XYL, OM, toti radioamatori deopotriva - si nu numai - le doresc, cu ocazia onomasticii, sa aibe mereu primavara in suflet si cat mai multe impliniri alaturi de cei dragi. 72, 73, 88! Tavi.

Postat de Ion - YO8RXK la 2013-04-28 20:08:22 (ora Romaniei)
Mulţumim d-nule Tavi pentru toate cele pe care le expuneţi pe aici şi efortul pentru a le aduna!

Prin anii '70 nu eram eu radioamator, iar acei care erau autorizaţi pentru emisie lucrau chiar în AM cu o bandă destul de largă şi alte alea!

Trecusem pe la un SMA, iar băieţii tocmai voiau să arunce nişte piese de la radiatoarele de răcire pentru tractoarele U27 şi alte tipuri, au acceptat imediat colectarea acestora de către noi care eram prin preajmă, şi am adus acasă vreo şase-şapte tuburi din cupru cositorit bobinate cu tablă din cupru tot cositorită şi prin înseriere am ajuns la o antenă pentru toată grădina de cincizeci de ari de teren arabil!

Prindeam tot ce mişca prin radio, inclusiv fulgerele care m-au obligat să renunţ la ,,capodoperă'' după vreo trei săptămâni de la instalare! Mulţumim pentru articol şi remember-ul meu, cu sinceritate şi multe '73 yo8rxk!

Postat de Vasile - YO9FEH la 2013-04-29 12:27:13 (ora Romaniei)
Iosif Remete YO2CJ:ANTENE PENTRU RADIOAMATORI 2 volume aparute in 1980 ! Raspunde cu brio tuturor radioamatorilor incepatori si avansati care nu mai modeleaza pe PC !
73 Vasile

Postat de Adrian - YO3HJV (yo3hjv) la 2013-04-29 18:26:54 (ora Romaniei)
Tavi, in fosta URSS existau statii de coordonare cu antene ingropate pentru a evita goniometrarea. Relativ recent au fost facute unele experimente de QSO-uri in care una din statii se gasa in mina, la mai mult de 40m in subteran si s-a constatat ca, in banda de 80m se puteau copia foarte bine statii indepartate, ale caror semnale soseau pe NVIS. http://ke7hr.com/caveradio/80MeterHFUnderground.pdf si http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/783274.pdf

Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2013-04-29 18:49:29 (ora Romaniei)
@YO9FEH: De acord cu cele afirmate, posed cele doua volume care, din momentul aparitiei lor, au reprezentat manualul de baza pentru antene, cu atat mai mult, cu cat un alt manual de valoare, cel al lui Karl Rothammel, era o raritate. Numai ca si aici apar progrese, nu neaparat prin tehnici de modelare pe calculator, ci prin accesul tot mai larg la informatii oferite de tot mai multe surse. YO2CJ a facut o lucrare foarte buna, la nivelul la care se putea face o documentare pe atunci. Dar un autor al unui manual de antene nu poate sa le experimenteze pe toate, evident ca preia multe scheme din alti autori, cartile se scriu din carti. Si cred ca esti de acord cu mine cu constatarea ca este tare neplacut cand investesti in constructia unei antene si constati ca trebuie sa faci modificari radicale numai pentru ca, ori autorul a preluat-o dintr-o sursa eronata, ori ca, chiar daca a experimentat-o, conditiile de amplasare la el nu se mai potrivesc cu cele de la un alt utilizator. Iar tehnica de modelare pe calculator a unei antene in conditii concrete de construire si amplasare nu face altceva decat sa evite experimentele fizice, costisitoare si anevoioase, oferind informatii cu o marja de eroare de maxim 10---15%, ceea ce este destul de convenabil. In ce ma priveste, am construit prin 2006 o antena VS1AA exact dupa dimensiunile date de YO2CJ, folosind pentru antena conductor de 3mm iar pentru alimentare 1,5mm pe baza indicatiei ca firul de alimentare trebuie sa aibe 1/2 din diametrul firului de antena si dadea ca exemplu valorile de 2mm si 1mm. Cei ce au construit-o cu aceste dimensiuni (prima data am vazut-o la YO7DU prin 1982) au fost multumiti, mie nu mi-a functionat prea grozav si am inlocuit-o anul urmator cu Windom, destul de asemanatoare ca lungimi. Modeland antena, am constat ca raportul 1/2 este valabil numai pentru dimensiunile de 2mm si 1mm. Acest raport este dependent si de inaltimea antenei fata de sol, ceea ce nu apare in cartea lui YO2CJ. De aici a plecat intentia mea de a construi modele pe calculator, usor de folosit de multi incepatori ori avansati si, mai mult, sa ofer si o minima documentare privind bazele functionarii unei antene. Cine are interes foloseste informatia, cine nu, trece peste ea. Si imi mai amintesc ca si traficul radio cu emitatoare cu scantei de la inceputul secolului XX raspundea cu brio tuturor necesitatilor militare, civile sau de amator fara sa se foloseasca tuburi electronice, semiconductori, circuite integrate, microprocesoare etc si nimeni nu s-a mai aratat deranjat de aparitia lor in folosul omenirii. Poate ca si pentru ca Paul Segal lansa in 1928 codul radioamatorilor, valabil si azi, care la a treia regula spune: "Radioamatorul este progresist, adica cu cunostinte in pas cu stiinta, cu o statia radio construia bine si eficient, operata ireprosabil". 72, 73! Tavi

Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2013-04-29 18:54:28 (ora Romaniei)
@Adrian, YO3HJV, o informatie excelenta pentru care nici nu gasesc cuvinte sa-ti multumesc! Voi cerceta cu interes link-urile indicate, mai ales ca de maine dimineata plec la tara pana-n toamna si voi avea timp si liniste! 73! Tavi.

Postat de Gabi - YO3CEN la 2013-04-29 23:50:33 (ora Romaniei)
In cei vreo 35 de ani de cand sunt radioamator nu am folosit niciodata antene "de fabrica".
Doar sarme si tevi montate sub forma de "antena homemade".
Nu m-am chinuit sa folosesc calcule deosebite si, de multe ori, doar un bec cu neon sau un SWR-metru mi-au fost calauze in acordarea antenelor facute de mine (long wire de 83m suspendat la 25m de sol, delta loop vertical pentru 3.5 mhz, dipoli, windom-uri alimentate prin fir sau prin cablu coaxial, antene verticale monoband sau multiband facute din teava sau din sarma (open sleeve), slooper-e etc, etc. In urma cu o saptamana am montat pe bloc prima mea antena tip W3DZZ facuta dupa modelul lui W8NX, cu trapuri din cablu coaxial. Nu merge, inca, bine in 80m dar, avand pe pilonul de pe casa liftului un scripete, pot sa o cobor si sa o urc din nou dupa ce o mai "cercetez" cu swr-metrul si cu clestele de taiat sarma.
Pentru cei care doresc sa-si proiecteze singuri antenele, recomand site-ul lui Martin: k7mem.com
Pentru cei care doresc sa-si construiasca antene verticale recomand: http://www.csgnetwork.com/antennaevcalc.html
"Antennenbuch" (590 de pagini in limba germana) de Karl Rothammel (DM2ABK) se poate descarca gratis de aici: http://pi4oss.ham-radio.ch/hamsoft/Rothammel.pdf Sa nu va mire daca o sa gasiti imagini/desene identice cu cele tiparite in cartile pe tema, publicate in Romania, inainte de 1989.

Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2013-04-30 00:22:41 (ora Romaniei)
Dupa cum se vede din bibliografie, am si eu cartea lui Rothammel, atat in format electronic cat si tiparita pe hartie iar limba germana nu este un impediment. Antennenbuch a servit la scrierea multor carti in Romania si am putut sa constat ca, din pacate, nu totul a fost preluat corect sau complet. Prima mea antena pe 144MHz, cu cca 40 de ani in urma, a fost Yagi-Uda cu 7 elemente, (sa fie si portabila cu usurinta) calculata de mine pentru castig maxim si reactanta nula, chiar daca acest lucru facea ca impedanta de rdiatie sa coboare sub 50 Ohm. Numai ca atunci am calculat-o in cca 2 zile, acum in cateva zecimi de secunda. Mai anunt pe acesata cale ca, incepand cu 30 aprilie dimineata, voi avea acces foarte greu la internet, poate chiar deloc vreo saptamana, plec la tara unde abia daca am semnal la telefon, asa ca aceasta este ultima mea postare pe topicul de fata. Cu aceasta ocazie urez tuturor radioamatorilor sarbatori fericite iar lumina Invierii sa aduca pace in suflet si belsug in casa! 73 de Tavi YO4BKM!

Postat de Mircea - YO4SI (yo4si) la 2013-04-30 00:56:01 (ora Romaniei)
Va doresc pensie cat mai lunga, sa aveti timp de a va ocupa de acest grozav subiect al antenelor. Noua ni s-a spus ca pur si simplu, curentul electric de RF excita antena si energia lui se transforma in energia campului electromagnetic, ce se deplaseaza cu viteza luminii, de la antena, in spatiul inconjurator. Professional, pentru emitatorii de radiodifuziune si televiziune se fac MASURATORI DE CAMP E.M. si se stabileste harta de acoperire a statiei respective. Acceptasem ideia. Dar acum sunt iarasi nelinistit cu noua viziune, ca exista un CAMP ELECTROMAGNETIC OMNIPREZENT, pe care noi il excitam si, se creeaza unde de camp E.M. Aceasta notiune de CAMP E.M. primordial este doar imaginar, intuitiv, care poate explica foarte bine fenomenul ? S-a putut constata experimental existenta lui ? Noi ii cedam enrgie lui si el o transmite mai departe. Dar el, acest CEM primordial, nu cumva ne poate si el ceda noua energie ? Facand apel tot la imaginatie, ma intreb : Daca am roti un dipol, ca elicea unui avion, cu un numar de rotatii pe secunda, egal cu frecventa lui de rezonanta, in dipol va apare un curent de RF cu frecventa respectiva ? Cam toti cei care "au vazut" farfurii zburatoare au relatat ca acestea aveau o ciudata rotire. Va rog sa ma scuzati daca si eu v-am perturbat linistea. Va doresc numai bine acolo unde mergeti. Cu stima, Mircea = yo4si.

Postat de Vasile - YO9FEH la 2013-05-01 00:45:12 (ora Romaniei)
Va multumesc pt raspunsul elegant si la obiect !
Sarbatori fericite !
73 Vasile !

Postat de Ioan Mircea Radutiu - YO3AOE la 2013-05-02 04:14:11 (ora Romaniei)
Un articol tehnic de exceptie!,mai ales ca vine-si este binevenit!-sa demonteze si chiar sa demitizeze unele interpretari confuze si/sau chiar nebuloase din literatura de specialitate,in special din cea destinata marii mase a radioamatorilor. Explicatiile sint clare,succinte si la obiect,lucru foarte de dorit si in continuare,fiindca banuiesc ca va exista si o continuare,sau chiar mai multe,sa speram la cit mai multe-hi!. Desigur ca in principal intereseaza partea practica,dar partea practica trebuie sa fie urmarea partii teoretice,care trebuie inteleasa si ea macar cit-de-cit. Astept cu nerabdare si deosebit interes urmatoarele materiale! Felicitari si spor la scris de la Nelu-YO3AOE

Postat de Mircea - YO4SI (yo4si) la 2013-05-02 19:02:05 (ora Romaniei)
Comparatia antenei cu un circuit oscilant deschis nu ne-a multumit niciodata. Profesorul nostru de radio nici nu a facut-o vreodata. Dar nici comparatia cu membrana de difuzor nu ne multumeste. Cristian YO4UQ a sesizat esentialul : cel mai greu va fi de explicat procesul de trecere de la antena la mediu de propagare. Eu asta nu am inteles niciodata. Iar matematica mea s-a terminat cu La Place...

Postat de Mihai - YO6OAH la 2013-05-02 23:29:38 (ora Romaniei)
Acest fel de abordare ar trebui sa ne defineasca. Multumesc.

Postat de George - YO9HSW la 2013-05-08 11:00:32 (ora Romaniei)
Mircea - YO4SI, e greu de inteles tocmai pentru faptul ca aici nu e vorba de niciun mediu de propagare. Antena "trage" cu atat mai bine cu cat este mai amplasata in spatiu liber. Ecuatiile lui Maxwell admit mai multe solutii si chiar autorul lor le-a "ajustat" usor pentru ca viteza de propagare a undelor EM sa corespunda cu viteza luminii in vid. Initial era o mica diferenta, hi...

Postat de Nicolae Crisan - YO5OUC la 2013-05-13 10:27:14 (ora Romaniei)
Felicit autorul pentru pasiunea cu care trateaza subiectul antenelor, foarte controversat intradevar. Figura 1 e gresita si intradevar e preluata de toate manualele de fizica de liceu. In comunitatea stiintifica se accepta unanim faptul ca antena are cel putin trei sau patru zone de functionare: zona de cimp apropiat (cuplaje mutuale), Fresnel, Fraunhofer si de cimp indedepartat (de radiatie). Pentru fiecare exista o teorie separata. De exemplu in zona de cimpuri apropiate se rezolva cu ec. Maxwell dar numai dupa introducerea unui vector potential A si a densitatii de curent J. In zona de cimp indepartat cei doi parametrii sunt zero si unda se pare ca e aproape plana (adica modul de prop. e TEM). Cele mai complete modele matematice sunt cele numerice care impart antena si spatiul inconj. in buc. mici de ex. metoda FEM, FDTD, MoM, TLM (nici ecestea nu se pun in acord in toate cazurile). Fara calculator (adica analitic) ec. lui Maxwell sunt greu de calc. pentru ca intervin multe conditii la limita ce schimba forma matem. a solutiilor. Acestea au fost totusi rezolvate pentru medii simple (omogene, izotrope, cu simetrii ghid de unda etc) de aici vin si simplificarile (si greselile). Autorul simte bine fenomenul cu adaptarea dintre imped. intrinseca 377 ohmi si imped. de radiatie a antenei. Problema a fost rezolvata (nu 100%) in cazul antenei Horn ce face trecerea de la imped ghidului la imp. aerului. Din pacate aceasta adaptare nu se poate face intotdeauna cu mijloace simple pt. orice frecventa, dar e clar ca da, rezultate mai bune (existau pe aici niste opinii cum ca nu s-ar fi gindit nimeni, s-au gindit...).
Felicit autorul inca o data pentru modul de abordare si subscriu la parerea dinsului ca antena nu este un simplu fir si nici un simplu circuit rezonant. Este totusi o explicatie acceptabila pentru un incepator sau obligatorie numai pina promovezi examenele de radioamator pentru cat. I, II, sau III.
Cu deosebita stima si simpatie YO5OUC-Nicu.

Postat de Mircea - YO4SI (yo4si) la 2013-05-13 23:46:40 (ora Romaniei)
Multumesc Nicu-YO5OUC. Si dumneata ai vorbit foarte frumos si precis despre antene. In legatura cu imped. intrinseca de 377 de ohmi a mediului, trebuie sa spun ca cele mai bune antene pe care le-am "simtit" ca merg deosebit au fost cele dipol repliat, folded dipole, alimentate cu panglica din aceea de TV de pe vremuri. Cate una pe fiecare banda. La teorie, bine degajate, acestea au 300 ohmi. De altfel si Uda si Yagi au ales acelas dipol ca vibrator.
Iar asta seara am avut deosebita placere sa-l intalnesc in Cupa TLC, pe calea undelor, pe Domnul profesor Tavi Oproescu. Dansul este cu adevarat un indragostit de radio ! M-am simtit bine ! 73s de Mircea = yo4si.

Postat de ALEX - (neradioamator) la 2013-05-24 00:48:32 (ora Romaniei)
Citat:
"antena este un dispozitiv care transferă energie electrică de radiofrecvenţă de la o sursă către un mediu, sub formă de energie a undelor electromagnetice"

La care eu as adauga ca antena este un TRANSDUCER care transforma o energie intr-alta. Ce energie iese din antena si care sint ropietatile ei la nivel sub-atomic este inca un mister. Orice asumtie va trebui sa fie revizuita odata ce vom intelege mai bine Bossonul lui HIGGS.
Alex

Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2013-05-25 17:23:49 (ora Romaniei)
Asa cum am anuntat in comentariul din 30-04-2013, am fost departe de internet. Acum am revenit si sper sa il rezolv si la tara, unde voi pleca peste cca o saptamana. Citind comentariile aparute intre timp tin sa le multmesc tuturor si sa incerc cate un raspuns pentru fiecare. YO4SI, ne stim de mult timp, ne-am mai intalnit in banda (si cand erai la C-Lung) si ma bucur de fiecare data cand schimbam cate o vorba. YO5OUC, eu folosesc propriile mele programe pentru rezolvarea problemelor complicate, am avut de cateva ori trista experienta sa constat ca produse de firma (cumparate oficial pentru uzul unor institute de cerectare) au gost trimise la producator sa le "reacordeze" deoarece infirmau realizarile practice facute pe proiecte proprii inainte de a achzitiona acel produs. Eu folosesc metoda cu diferente finite, practic antiparalela metodei cu elemente finite (FEM). Ambele folosesc discretizarea in elemente finite, dar FEM descrie fenomenul prin aproximare pe elemente finite si rezolva ecuatiile rezultate fara aproximari, diferentele finite folosec modele analitice exacte dar rezolva ecuatiile prin aproximari. YO3GIR, figura 1 nu este desenata gresit de mine, asa au desenat-o altii si eu nu am facut decat sa arat de ce nu este corecta. Celor amintiti mai sus, plus YO3AOE, YO9HSW, YO6OAH, ar fi foarte benefic sa dezvoltati pe forumuri sau reviste experienta ce o aveti, asa se va rezolva lipsa de literatura de calitate. Cat priveste Alex - neradioamator - sunt multe lucruri ce vor ramane necunoscute si dupa ce intelegem ce este cu bosonul (nu bossonul) Higgs, cunoasterea lumii nu se va deosebi principial de cea de azi sau de acum 2000 de ani in sensul ca noi, oamenii, nu facem decat sa acordam fenomenele observate la stadiul cunoasterii momentane care nu devine niciodata absoluta. Tuturor numai bine, anatate si 73!

Postat de Ioan Mircea Radutiu - YO3AOE la 2013-05-28 10:19:32 (ora Romaniei)
Draga Tavi,sa-i lasam pe cautatorii de noduri in papura sa caute in continuare,noi ceilalti cu adevarat interesati de ceea ce intreprinzi am dori sa stim cam cind ar aparea continuarile la articolul tau,si in special cele referitoare la antenele practice-concrete de tipul long-wire, G5RV,Windom,etc.Cu stima,Nelu

Postat de daniel - YO8RRT la 2013-05-30 18:47:31 (ora Romaniei)
73 tutror! Am o idee pentru incepatori. Sa incerce antena lui DL7PE, Jurgen Shafer intrucat emite camp electric care e mai putin nociv decat cel magnetic, se face usor si ,,merge din prima".Daca e pusa bine sus de tot bate orice antena comerciala la DX si nu necesita nici kilovati.O suta-doua e de ajuns.Va doresc succes! Restul cititi la nenea Jurgen ce scrie in PDF-ul lui, care e inspirat dupa un patent american de pe timpul razboiului.

Postat de Daniel - YO5PDW la 2013-06-05 18:45:07 (ora Romaniei)
Mi-a placut articolul mai ales la inceput si anume la pasajul in care se compara antena cu femeia,foarte adevarat atat cele ale manelistului"copilul minune" cat si ale dumitale,autorul articolului,foarte buna comparatia .O singura mica remarca ,foarte putina partea practica care cred ca ne intereseaza pe toti.73!

Opiniile exprimate în articole pe acest site aparţin autorilor şi nu reflectă neapărat punctul de vedere al redacţiei.

Nume utilizator (forum)
Parola (forum)
Retine parola:

Nu aveti cont?	Ati uitat parola?
Pagina alternativa pentru logare!
Atentie, dupa 5 incercari nereusite de autentificare, contul se blocheaza. Puteti debloca contul de acces AICI Probleme? Vizitati pagina FAQ!