Intrebari primul meu dipol

Antene HF/VHF/UHF/SHF, piloni, analiza, proiectare, constructie, impamantare, feederi...
Avatar utilizator
YO7CKQ
Mesaje: 183
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 6:59 am
Contact:

Re: Intrebari primul meu dipol

Mesajde YO7CKQ » Mar Feb 02, 2021 4:19 pm

Salut
Cateva pareri pe repede inainte:
- cum sarma este izolata cu PVC, intervine un coeficient de scurtare. Eu am masurat in HF ca fiind undeva la 6-8% depinde si de vecinatati
- santem in VHF. Elementii dipolului incep acolo unde, la iesirea din BALUN, ecranul se desparte de tresa coaxialului. Deci, din lungimea dipolului face parte si clema metalica din conectorul de plastic si cele doua lungimi de conductor care se afla in interiorul cutiei.

- ca sa urci din 139 MHz la 152 MHz va trebui sa scurtezi., in mod egal din portiunile orizontale. Se pare ca 9%

- SWR si RL se calculeaza cu relatii diferite in baza Pd si Pr si ar trebui sa fie minim respectiv maxim in acelasi loc. Pentru SWR 1.31 ar trebui ca RL sa fie cam 17.45 dB. Pierderile de putere intre SWR 1.31 si 1.44 sunt nesemnificative, mai mici de 1%

- Ma indoiesc ca BALUN-ul din coaxial este o buna solutie sunt curios ce arata analizorul daca la iesire se pune o rezistenta de calitate pentru VHF, cu terminale extrem de scurte

73 Sorin
-----------------------------------------------------------
YO7CKQ
Sorin-David NIMARA

Master of Sport, #6690
#206 member of YO DX Club

yo7ckq@gmail.com

yo5ym
Mesaje: 7
Membru din: Lun Apr 23, 2018 4:15 pm
Contact:

Re: Intrebari primul meu dipol

Mesajde yo5ym » Mar Feb 02, 2021 5:04 pm

Salut.
Cu nVNA se obtin informatii bune.
Sorin zice bine.
Eu cred ca ar trebui lipit coaxialul direct la dipol, fara balun ,fara regleta cu surub .
Ar trebui ridicat dipolul la cel putin 1*lambda de planseul ala pe care faci experiente.
Incearca sa conectezi nVNA la un laptop prin USB, cu softul specific si sa vizualizezi la inceput o gama mai larga in VHF. Si daca SWR minim este la 139MHZ taie simetric din capetele dipolului cite 3-4mm, in timp ce urmaresti graficul SWR =f(frecventa)
Salutari YO5YM

Avatar utilizator
YO7CKQ
Mesaje: 183
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 6:59 am
Contact:

Re: Intrebari primul meu dipol

Mesajde YO7CKQ » Mar Feb 02, 2021 5:10 pm

-----------------------------------------------------------
YO7CKQ
Sorin-David NIMARA

Master of Sport, #6690
#206 member of YO DX Club

yo7ckq@gmail.com

yo3mio
Mesaje: 16
Membru din: Dum Ian 09, 2011 2:20 pm
Contact:

Re: Intrebari primul meu dipol

Mesajde yo3mio » Mar Feb 02, 2021 9:14 pm

Multumesc mult pentru idei si articol! Imi cer scuze pentru return loss, ma gandeam coeficientul de reflexie.

Avatar utilizator
yo3fhm
Mesaje: 550
Membru din: Mie Ian 19, 2011 7:36 pm
Contact:

Re: Intrebari primul meu dipol

Mesajde yo3fhm » Joi Feb 11, 2021 1:00 am

yo3mio scrie: Experimentez cu un dipol [...] Lungimile bratelor sunt de 48cm [...]
Conform teoriei, el ar trebui sa rezoneze la ~152Mhz. [...]
- Polarizare verticala : Z: 35.5 ohmi / SWR: 1.44 @139Mhz (minimul return loss e mai jos de 139Mhz)

yo3mio scrie:- ce lipseste pentru a duce impedanta mai aproape de 50ohm? Valoarea actuala e ok?

Linia de transmisie folosita (cablu coaxial) isi aduce si ea contributia. Practic, daca la jonctiunea dintre capetele antenei si coaxial nu ai adaptare ( Z antena diferit de Z0 coaxial), atunci coaxialul va transforma impedanta vazuta dinspre antena, intr-o valoare anume (dependenta mai ales de lungimea tronsonului folosit) care se va putea masura la capatul de jos.
Practic, ai nevoie de o solutie de adaptare; pentru asta, ar trebui sa stii care este impedanta la capetele antenei.
Iata o simulare a situatiei descrisa de tine si pe care am citat-o mai sus:
(click ptr marire)
Imagine

Primul grafic arata valorile |Z| ptr situatia neadaptata.
Cel de-al doilea grafic, arata variatia fazei |Z| (modulul impedantei), avand si Cursor1 fixat pe valoarea minima (10.34 miligrade -> f apropiat de zero).
Graficul 3 arata valorile |Z| ptr. cazul in care am introdus si reteaua de adaptare.
Se vede pe Cursor2 ca |Z|=50.6 ohmi, exact cand faza modulului impedantei tinde catre zero.
Mai jos, poti vedea situatia adaptarii pe cercul Smith.

Imagine

O solutie ca sa poti masura la capetele antenei, ar fi sa calibrezi VNA-ul avand montata toata linia coaxiala si sa aplici standardele de calibrare (Short, Open, Load) la capatul dinspre antena. Abia apoi ai putea incerca o prima masuratoare.

Mai e o problema. nanoVNA-ul e un dispozitiv cu porturi asimetrice, pe cand dipolul este o antena simetrica. O masuratoare corecta ar trebui realizata printr-un simetrizor - ceea ce tu ai incercat deja sa realizezi cu cele cateva spire de coaxial. Inductantele astfel realizate ar trebui sa aiba o anumita reactanta pentru a-si indeplini functia. Nu stiu daca ai calculat si/sau masurat acest parametru.

NOTA: Solutia de adaptare de mai sus poate fi functionala, dar n-am experienta in domeniul antenelor VHF/UHF si de aceea nu-ti pot garanta ca ar fi solutia corecta (e corecta in contextul exemplificarii). Inductanta de 88uH poti s-o construiesti plecand de la 3 spire pe un diametru de 10mm, cu distanta de 3.5mm intre ele.
Banuiesc, totusi, ca te intereseaza ca antena sa poata fi corect adaptata in banda de 2m, este?

yo3mio scrie:
- oare balustrada de metal sau inaltimea la care se afla antena fata de terasa (nu sol) este explicatia pentru masuratorile mele?

Fata de terasa ar trebui sa ai minimum lambda/4, conditie deja indeplinita.
Restul obiectelor metalice din jur afecteaza mai mult caracteristica de radiatie decat restul parametrilor. Oricum, nu atat de mult precum te gandeai.
73! si toate cele bune,
Cezar Vener - YO3FHM

Avatar utilizator
YO4BKM
Mesaje: 1062
Membru din: Dum Iun 20, 2010 8:40 pm
Contact:

Re: Intrebari primul meu dipol

Mesajde YO4BKM » Joi Feb 11, 2021 9:38 pm

Buna seara,
La ce a aratat YO7CKQ pentru consultare (TNX!) fac niste completari cat pot de scurt:
- Terasa este sigur armata iar ochiurile armaturii sunt destul de mici in comparatie cu lungimea de unda, deci formeaza un "pamant artificial", nu de foarte buna calitate, dar produce efecte;
- Distanta fata de pamant (de fapt fata de un reflector ideal) masurata in fractiuni de jumatati de lungime de unda influenteaza impedanta de radiatie a dipolului. Iar dipolul a fost amplasat pe un scaun la distanta destul de mica de armaturile din terasa;
- Efectul pamantului (natural sau artificial) difera de la dipolul orizontal la cel si vertical din cateva motive:
- la dipolul orizontal elementul radiant este la aceeasi distanta de pamant;
- la dipolul vertical elementul radiant este la o distanta care nu se mai defineste decat conventional;
- impedanta de radiatie a antenei rezulta din compunerea campului radiat de antena cu campul reflectat de pamant (campul radiat de antena imagine), compunere care se face diferit la antenele orizontale fata de antenele verticale deoarece fazele campurilor reflecatre sunt diferite intre ele cu 180 de grade.

Parerea mea!

73 de Tavi YO4BKM!
Antena te ridică, antena te coboară, antena îți dă viață, antena te omoară.
73!

yo3mio
Mesaje: 16
Membru din: Dum Ian 09, 2011 2:20 pm
Contact:

Re: Intrebari primul meu dipol

Mesajde yo3mio » Vin Feb 12, 2021 2:15 am

Salut,

Multumesc YO3FHM pentru dimensionarea liniei de simetrizare. Oare ce aplicatiei ai folosit, pspice?
Da, dipolul este pentru 2m. Inca ma documentez despre baluns... l-am facut dupa ureche. Am sa-l scot si am sa masor impedanta la bornele antenei cu metoda propusa de tine.

Cel mai probabil terasa are armaturi din fier ce, din cate inteleg din articol, influenteaza impedanta de radiatie. Acum caut niste tevi de PVC (sau o undita) sa reiau masuratorile la cel putin 1xlambda de sol/terasa. Inteleg din figura 7 din articol ca la 1x lambda fata de sol, componentele rezistiva si reactiva variaza cu +/-10ohmi. Ridicand-o ma astept sa fiu la 1-2x lambda de orice posibil cuplaj.

Am facut masuratori cu coaxialul in scurt/open/terminat pe o rezistenta de 49.3ohmi (2x98.1ohmi 2W /carbon in paralel), cu si fara balun dar diferentele au fost infime. Incerc sa inteleg ce-mi spun aceste rezultate.
Masuratorile @140.1Mhz, mai jos.
Load: 40.2 - 5.65j (C=0.2nF)
Open: 5.02 + 13.3j (L=15.1nH)
Short: 51.9 - 141j (C=15.1pF)

Un lucru ce mi s-a parut ciudat este ca schitele ce reprezinta curentul si tensiunea in dipol arata o diferenta de faza de 90deg, dar o antena acordata (reactanza=0) faza este 0.

73 de Mircea YO3MIO

Avatar utilizator
yo3fhm
Mesaje: 550
Membru din: Mie Ian 19, 2011 7:36 pm
Contact:

Re: Intrebari primul meu dipol

Mesajde yo3fhm » Vin Feb 12, 2021 8:52 pm

yo3mio scrie: Multumesc YO3FHM pentru dimensionarea liniei de simetrizare. Oare ce aplicatiei ai folosit, pspice?
Salut,
Aplicatia folosita era LTSpice, dar in interventia mea de mai sus nu m-am referit explicit la dimensionarea vreunui simetrizor, ci la o *posibila* solutie de adaptare care *ar putea* sa iti aduca impedanta vazuta la capatul de jos al coaxialului ( Z= 35.5+j6.28 ohmi, citit pe display-ul analizorului in prima poza postata de tine) la Z=50.6+j0 ohmi , considerand frecventa pe care am vazut-o acolo, respectiv 139.2 MHz.
Am vrut sa-ti arat ca e posibil sa rezolvi adaptarea folosind o astfel de solutie, fara sa fie neaparat necesara interventia la nivel fizic (taiere) asupra antenei.

Asadar, in solutia respectiva nu am inclus si dispozitivul de simetrizare. La un dipol deschis, impedanta e de aprox. 300 ohmi si de aceea se folosesc transformatoare de adaptare (balun) care joaca rol si de simetrizor. La dipolul deschis, Z este in jurul a 75 ohmi, asadar nu prea ai solutii practice de a construi un transformator cu raport 1:1.5, ca sa poti iesi spre 50 ohmi ;)
Ca atare, trebuie sa impaci si capra si varza - respectiv sa gasesti o solutie de adaptare , dar si una de simetrizare.
In cazul de fata, una dintre posibilele solutii de adaptare, este cea cu retea gamma, dispusa la capatul liniei de alimentare, care pentru 145 MHz va avea alte valori fata de simplul exemplu pe care l-am pomenit mai sus. Desigur, se poate calcula si simula (inclusiv cu tronsonul de coaxial).
yo3mio scrie: Da, dipolul este pentru 2m. Inca ma documentez despre baluns... l-am facut dupa ureche.

Ca sa faci totusi si un pui de simetrizor, solutia abordata de tine e OK, dar ar trebui mai intai sa stabilesti cam care ar fi reactanta necesara pentru infasurarile formate din linia coaxiala. O estimare rapida si nepretentioasa a acesteia se poate face plecand de la relatia X >= 4R, unde R o consideri 50 ohmi (imped. caracteristica a coaxialului). Ar rezulta X >= 200 ohmi. Fiind o bobina, poti calcula inductanta prin formula L = X/ω . Ptr. f=145 MHz, ar rezulta L = 219 nH. Daca o sa fie un pic mai mare n-o sa tuseasca, stai linistit. Eu am gasit ca in mod practic, e mai bine sa lucrez cu X>= 6R, hi 8-)
Asadar, trebuie sa masori cam ce reactanta au cele 5 spire de coaxial si apoi redimensionezi numarul de spire astfel incat sa te incadrezi intr-o reactanta inductiva intre 200 si 300 ohmi.
yo3mio scrie: Am sa-l scot si am sa masor impedanta la bornele antenei cu metoda propusa de tine.
Daca masori impedanta la capetele de jos ale feeder-ului si imi trimiti datele, putem sa calculam apoi solutia de adaptare si astfel nu va mai fi nevoie sa te obosesti sa masori la capetele antenei. Dar daca vrei s-o faci, este un exercitiu practic foarte bun.

Apropos de date trimise, dupa ce faci masuratorile cu nanoVNA (probabil ca ai fixat un sweep pe un anumit domeniu de frecventa), poti sa faci un export de parametri S si sa-mi trimiti fisierul respectiv ( extensie .s1p), care va cuprinde valorile pentru toate punctele de masura din range-ul fixat de tine ptr sweep.
yo3mio scrie: Am facut masuratori cu coaxialul in scurt/open/terminat pe o rezistenta de 49.3ohmi (2x98.1ohmi 2W /carbon in paralel), cu si fara balun dar diferentele au fost infime.
Care este lungimea si tipul cablului coaxial pe care l-ai folosit in acest scop ?
In afara de asta, conecteaza ansamblul ala de rezistori la nanoVNA si frige-i o masuratoare de la 1MHz la 200MHz. Vezi cum variaza |Z| si faza, in functie de frecventa. Sau R si X. Sunt foarte curios sa ne spui cum arata acesti parametri la 30MHz, 50MHz, 100MHz, 150MHz si la 200MHz. Ce zici, ne trimiti niste rezultate ?

Referitor la antena ta... am incercat o simulare cu aplicatia MMANA-GAL.
Ptr. rezonanta la 145MHz, conform acestuia ar trebui sa ai lungimea bratelor ceva mai mare, astfel incat sa ai lungimea totala de 1m.

Imagine

La inaltimea de 1m fata de sol si cu dipolul optimizat ptr SWR minim, cam asa se prezinta datele:
(click ptr poza completa):

Imagine

Sunt curios ce valori vei masura dupa ce vei ridica antena la diverse inaltimi, poate ne postezi si noua rezultatele!

Spor la experimente si week-end placut,
Cezar
73! si toate cele bune,
Cezar Vener - YO3FHM

Avatar utilizator
yo3fhm
Mesaje: 550
Membru din: Mie Ian 19, 2011 7:36 pm
Contact:

Re: Intrebari primul meu dipol

Mesajde yo3fhm » Sâm Feb 13, 2021 10:45 am

yo3mio scrie:Am facut masuratori cu coaxialul in scurt/open/terminat pe o rezistenta de 49.3ohmi (2x98.1ohmi 2W /carbon in paralel), cu si fara balun dar diferentele au fost infime. Incerc sa inteleg ce-mi spun aceste rezultate.
Masuratorile @140.1Mhz, mai jos.
Load: 40.2 - 5.65j (C=0.2nF)
Open: 5.02 + 13.3j (L=15.1nH)
Short: 51.9 - 141j (C=15.1pF)

Masuratorile mi se par putin ciudate.
Pentru o mai buna lumina asupra lor, ar fi util sa precizezi lungimea si tipul cablului coaxial folosit. Din prima poza, seamana cu RG58 si cred ca nu e mai lung de 5m, dar e bine sa dai informatii exacte.
Pe de alta parte, rezultatele obtinute mai depind si de:
- masura in care esti obisnuit sa folosesti VNA-ul ptr astfel de operatii ;
- calitatea standardelor de calibrare si a cablurilor folosite ptr VNA ;
- daca ai aplicat corect procedurile de calibrare ;
- daca dupa calibrare ai verificat afisarea conditiilor de Short/Open/Load pe cercul Smith .
Esti sigur ca ai indeplinit conditiile de mai sus? (no offense!)

Faptul ca diferentele au fost infime intre masuratorile cu si fara simetrizor, mi se pare imbucurator. Cam asa ar trebui sa se si intample, ptr ca daca ar exista diferente prea mari, ar insemna ca simetrizorul e incorect dimensionat sau executat.
yo3mio scrie:Un lucru ce mi s-a parut ciudat este ca schitele ce reprezinta curentul si tensiunea in dipol arata o diferenta de faza de 90deg, dar o antena acordata (reactanza=0) faza este 0.

La rezonanta, faza impedantei devine nula, asadar conditia respectiva e normala.
Exprimat matematic, daca antena ta ar fi perfect rezonanta, ar trebui sa aiba Z=73+j0 , ceea ce inseamna ca R=73 ohmi (partea reala) si X=0 ohmi (partea imaginara). Faza o poti calcula cu relatia φ = arctg (X/R) . Este evident ca daca X=0 , atunci si φ=0 , deci se verifica.

Asteptam sa ne spui despre cablu si daca ai calibrat corect VNA-ul !

73 si week-end placut!
73! si toate cele bune,
Cezar Vener - YO3FHM

yo3mio
Mesaje: 16
Membru din: Dum Ian 09, 2011 2:20 pm
Contact:

Re: Intrebari primul meu dipol

Mesajde yo3mio » Dum Feb 14, 2021 7:00 pm

Cred ca m-am dumirit - am plecat de la o presupunere gresita. Stiam din carti ca impedanta teoretica a dipolului este de 73+42.5j dar, tot din carti, am inteles ca mediul inconjurator aduce impedanta la capetele antenei undeva pe la 50ohmi. Numa' bine, mi-am zis, n-am nevoie de adaptare/simetrizare. Well HI... probabil aceasta presupunere este gresita.

Cu dipolul ridicat la 1xlambda si departe de alti conductori, rezultatele tot au fost departe de asteptari. Dar acum am inteles ce-i cu dezadaptarea - Zant nu este dusa de mediu chiar la 50ohmi iar coax transforma impedanta vazuta. (Zant=Zo doar pentru impedance match).
Pentru aceste masuratori, am renuntat la balun, la lema metalica din conectorul de plastic si cele doua lungimi de conductor care se afla in interiorul cutiei si am lipit coax direct de elementi. Pentru ca am indreptat bratele dipolului din interiorul cutiei, am ajuns la ~50cm. Dupa aceste modificari, WSVR-ul l-am gasit minim tot pe la 139Mhz.
Masuratorile pentru 144-146Mhz sunt mai jos. N-am reusit sa le fac pe toate caci mi-a murit bateria la telefon. Cu aceasta ocazie, mentionez ca au fost salvate cu app NanoVNA-Saver pentru android si n-am intampinat probleme.
Pentru 1xlambda @ 145Mhz Z=29.6+21.9j. Atfel, am gasit ca pentru reteaua gamma valorile sunt C=23.618pF si L=66.108nH.
Daca adaug aceasta linie de adaptare, sa inteleg voi rezolva atat adaptarea cat si aducerea in frecventa?
Masuratori: https://we.tl/t-ytQ9RHsgTB

Cablul pe care il folosesc este Condufil RG-58 C/U MI cu o lungime de 390cm - http://www.charma.ro/images/RG58-CONDUCFIL_2124%20.pdf
Cre ca am inteles ce vrei sa spui cu rezistenta - datorita constructiei, nu este buna pentru fv inalte. Masuratorile au aratat ca, desi la 1MHz are in jur de 49.3ohmi, cu cat urc in fv cu atat valoarea ei variaza mai mult.

Las mai jos cateva resurse pe care le-am folosit:
https://www.eznec.com/Amateur/Articles/Baluns.pdf
https://www.analog.com/en/design-center ... lator.html
https://www.will-kelsey.com/smith_chart/#


Înapoi la “Antene”

Cine este conectat

Utilizatori care navighează pe acest forum: Niciun utilizator înregistrat și 9 vizitatori