Antene combinate

[YO4BKM]

Buna ziua,
Unde dai --- si unde crapa! Adica am vrut sa aflu daca exista ceva legat de insumarea energiilor din componentele electrice si magnetice ale undei electromagnetice si vad ca s-a deshis un fagas spre lucruri noi. Nu stiam de antena lui I3DLI. Cautand acum, am gasit ca pe pagina QRZ.COM a lui GIANPAOLO DE LIBERALI - I3DLI apare o poza care, marita, arata o baterie de 6 antene pentru trafic EME. Fiecare antena are cate 18 elementi, 10 rectilinii si 8 circuari. Evaluand "ochiometric" prin compararea elemntilor intre ei dar si cu statura celui implicat (se afla chiar foarte aproape de un element rectiliniu), cred ca lungimile elementilor rectilinii sunt in jur de jumatate din circumferintele celor circulari si ar corespunde benzii de 2 m. Asta insemna ca elementii rectinii au lungimea in jur de 1 m (jumatate de lungime de unda cu + si - dupa cum au grosimea si dupa cum servesc drept directori sau refletori, cred ca sunt de ambele feluri) iar cei circulari au o circumferinta in lugime de unda, tot cu + sau -.
Fiind vorba de trafic EME unde stiu ca planul de polarizare a undei se roteste dupa ce se reflecta pe Luna (pleaca de pe Pamnt ca unda polarizata orizontal si sosete reflectata in alt plan decat cel orizontal), cred ca acei elementi circulari au rolul ca receptia sa depinda prea putin de rotirea planului de polarizare. In alte cazuri stiu ca se fac antene Yagi cu elementii incrucisati, unii verticali si altii orizontali, iar la receptie se testeaza prin comutare alternativa care din ei dau un semnal mai bun. Asta ar insemna cate doua antene comutabile pe o bara, pe cand la I3DLI se foloseste numai o singura antena pe fiecare bara. Asa cred eu la prima vedere, dar s-ar putea sa ma si insel.

Revenind la problema initiala, mai ca imi pare rau ca nu am gasit mai devreme o explicatie bazata doar pe fenomene, fara formule complicate. O expun acum:
In orice sistem oscilant (electric sau mecanic) energia totala a oscilatorului are doua componente: una potentiala (energia in campul electric sau in elementul elastic) si alta cinetica (energia in campul magnetic sau in masa aflata in miscare). Cele doua componente ale energiei se genereaza una pe cealalta, energia potentiala din campul electric sau din elemntul elastic se incarca pe seama scaderii energiei cinetice pana la zero, apoi aceasta energie se descarca pana la zero generand energie cinetica pana la valoarea sa maxima s.a.m.d. Prin urmare, cand energia potentiala este maxima energia cinetica este nula si invers, pentru ca suma celor doua sa fie mereu constanta si egala cu energia totala din oscilator. O unda nu este altceva decat o succesiune de oscilatoare cu aceeasi frecventa dar faze diferite de la loc la loc, oscilatoare care se excita din aproape in aproape, astfel incat unda are energie si o transporta. Energia medie pe o perioada (cand cele doua componente au valori de la zero la maxim) este compusa din ce apartine componentelor potentiale si cinetice (electrice si magnetice in cazul nostru) in egala masura si, fiind egale, fiecare reprezinta jumatate din energia totala.
La emisie energia emitatorului se regaseste in egala masura in compoennetele electrice si magnetice. La receptie antena este excitata de undele electromagnetice si in ea apare un semnal sub forma unui curent electric alternativ care este prelucrat dupa cerinta. Numai ca antena se excita fie de componenta electrica, fie de componenta magnetica a undei, ceea ce face ca semnalul indus in ea sa corespunda numai uneia din componentele undei, deci jumatatii de energie cu care a fost creata. Nu este nimic anormal, se intampla si in natura. De exemplu ochiul omului este sensibil numai la componenta electrica a undei luminoase.
Ma gandesc ca, daca am dori sa captam energiile din cele doua compoennte ale undei radio, nu ar trebui o antena speciala. Fiecare componenta va genera cate un semnal electric in cate o antena diferita, una pentru componental electrica, alta pentru componenta magnetica iar cele doua semnale, aduse in faza cu dispozitive care exista, se pot insuma. Din pacate sunt mai in varsta decat autorul antenei 19LLY (nu stiu cati ani avea cand era cocotat pe catarg, cum apare in QRZ.COM) si nu mai am energie pentru experimente, antenele cu care lucrez acum le-am facut cand eram cu vreo 15 ani mai tanar. Singura placere practica pe care mi-o mai permit, in afara traficului radio, este modelarea pe calculator.

Pentru cei care vor cauta sursele bibliogafice indicate de mine recomand sa acorde mai multa atentie lucrarii lui Orfanidis care, desi este mult mai "stufoasa" (1413 pagini) si mai greu de "digerat", are doua avantaje: fiecare tema este insotita de exemple concrete (dupa care oricine isi poate verifica aplicatiile de calcul daca este interesat) si are o erata. Cartea lui W.L.Stutzman, G.A.Thiele, sub jumatate din paginile celeilalte, incepe clar si pe inteles cu prezentarea principiilor de baza, cum radiaza antena, ce sunt undele radio, dar este mai putin exacta (si utila) cand este vorba sa fie folosita la a dimensiona o antena. La pagina indicata de mine randul trecut sunt niste date cel putin incomplete, calculeaza rezistenta de radiatie a unui dipol im semiunda, dupa care arata ca mai apare si o reactanta destul de mare, fara sa explice cum. Si fara sa arate cum se tine cont de influenta solului sau de vecinatati. In schimb, dupa cartea lui Orfanidis am reusit sa-mi fac propriile aplicatii pentru dimensionat antene de tip dipol, inclusiv antene Yagi, la orice inaltime fata de sol si in rice configuratie.

73 de Tavi YO4BKM!

[yo3fff]

Buna ziua draga Tavi,
"
Din pacate sunt mai in varsta decat autorul antenei 19LLY (nu stiu cati ani avea cand era cocotat pe catarg, cum apare in QRZ.COM) si nu mai am energie pentru experimente, antenele cu care lucrez acum le-am facut cand eram cu vreo 15 ani mai tanar. Singura placere practica pe care mi-o mai permit, in afara traficului radio, este modelarea pe calculator.
"
Atunci dilema acestei prezumtive antene va ramane pentru ceva vreme la nivel de teorie.
Poate din cei mai tineri se vor "apleca" asura ideii si vor incerca un experiment.

Sau poate ca vii cu o simulare a acestei antene care sa demonstreze cum se face si ce iese?!

73 de YO3FFF
Cristi

[YO4BKM]

Buna ziua, dr Costi,

dilema acestei prezumtive antene va ramane pentru ceva vreme la nivel de teorie

De cand am lansat acest subiect am fost cam singurii care am dezbatut. Chiar ma mir de ce nu au intervenit si altii, deoarece astfel de combinatii s-au folosit ... si se mai folosesc, pentru ca antena nu este "prezumtiva", am cunoscut sute de amatori care au folosit-o.
Poate ca s-a dat uitarii cum se face goniometrarea la competitiile de RGA (fostele "vanatori de vulpi") pe 80 m. Iata detaliile ilustrate si in figura atasata.
In imaginea numerotata cu 1 se vede emitatorul (adica "vulpea") care emite printr-o antena verticala, astfel incat componenta de camp electric a undei sa fie polarizata vertical, iar cea magnetica polarizata oriozontal. Receptorul (uneori numit "pistol") are doua antene, una magnetica sensibila la compoenta orizontala si alta verticala, comutabila dupa dorinta prin comutatorul K, sensibila la componenta verticala a undelor emise de vulpe. Antena magnetica este fie o bobina pe o bara de ferita, fie un cadru si are spirele in plan vertical. Antena verticala este fie un baston scurt, pozitionat vertical, fie chiar corpul "vanatorului" care se cupleaza punand degetul pe "tragaciul pistolului", un conductor legat la circuitele pistolului.
In mod normal comutatorul K este deschis si receptorul functioneaza numai cu antena magnetica. Cu aceasta antena se determina directia pe care se afla vulpea, rotind pistolul in jurul unei axe verticale pana ce semnalul se aunde cel mai slab, in care caz componenta magnetica a undei nu mai traverseaza spirele antenei si induce in ele un semnal foarte slab, imaginea numerotata cu 2 cu "vedere de sus". Se prefera detectia dupa nivelul minim al semnalului deoarece directivitatea dupa acest criteriu este cea mai "ascutita". Este evident ca directia determinata astfel nu poate indica si sensul deoarece minimul de semnal se detecteaza pe doua pozitii diferite cu 180 de grade ale pistolului, este directia "fata-spate".
Stabilirea sensului se face conform imaginii 3, asezand pistolul perpendicular pe directia detectata mai inainte si ascultand vulpea, care se va auzi puternic deoarece spirele ei sunt traversate complet de componenta magnetica. Cupland antena verticala, semanlul de la antena magnetica se va insuma cu semnalul captat de antena verticala, rezultand un semnal fie intensificat, fie atenuat, dupa cum cele doua semnale sunt in faza sau decalate cu 180 de grade. Daca, de exemplu, cupland antena verticala semnalul se reduce, rotind pistolul cu 180 de grade fata de aceasta pozitie, semnalul se va intensifica deoarece are loc o inversare a fazei din antena magnetica. In felul acesta "vanatorul" poate afla si sensul de unde emite vulpea, adica "din fata" sau "din spate", exersand la antrenamente pe care pozitie a pistolului intensificarea semanlului arata ca vulpea emite "din fata".
Pe la sfarsitul anilor '70 imi facusem un pistol de RGA superheterodina, cu bara de ferita si o vulpe de 0,2 W, cu care ma jucam cu copii prin padurea din Trivale, locuiam pe atunci in Pitesti chiar la marginea padurii, dar si participam ca arbitru de teren la "Cupa Munteniei" la RGA, doua edidii pe an, care se desfasurau tot in padurea din Trivale si unde veneau sportivi din centre puternice (pe atunci) precum Cluj, Targoviste, Galati, plus conducerea FRR care asigura radiotelefoanele pe 27 MHz pentru uzul oficialilor din teren.

La un receptor de RGA fazarea semnalelor de la cele doua antene se face "de la sine", antenele sunt simple si situate in acelasi loc. La traficul radio antenele ocupa spatii mari si sunt necesare dispozitive de reglare a fazei. Sa nu poata fi invinse aceste greutati? Sau mai este si altceva?

73 de Tavi YO4BKM!

[yo4hgx]

Mie nu imi sunt clare datele “experimentului”.

Se pleaca de la premisa ca o antena la receptie capteaza doar jumatate din energia transmisa de un emitator, respectiv doar componenta E sau H, dupa care se propune sumarea a doua antene, una magnetica si alta electrica dar nu se mentioneaza referinta. Cu ce se compara semnalul sumat, cu cel obtinut de la doua antene magnetice si respectiv doua electrice?

La multi ani si sper ca v-au priit sarmalele!

Marian

[YO4BKM]

Mie nu imi sunt clare datele “experimentului”.

Se pleaca de la premisa ca o antena la receptie capteaza doar jumatate din energia transmisa de un emitator

Nu este vorba de niciun "experiment" si nici de "premise", ci de o practica care nu este obligatoriu sa fie cunoascuta de toata lumea, dar nu este nici atat de complicata incat sa nu fie inteleasa de un radioamator care a promovat cel putin un examen pentru certificare.
Pentru lamuriri suplimentare recomand fia niste exercitii cu un "pistol" pe 3,5 MHz (se mai gaseste sau se poate construi, chiar si in varianta cea mai simpla, cu conversie directa, dar neacceptat in competitiile oficiale deoarece radiaza pe frecventa "vulpii"), fie sa cerceteze:
- "INITIERE IN RADIOGONIOMETRIA DE AMATOR" de Eugen Bolborici, Editura Sport-Turism 1984 (daca se mai gaseste).
- Articolul de la https://ardfromania.ro/APARATURA/AparaturaRGA.pdf care cuprinde si "pistolul" pe 3,5 MHz de tipul Devtronics cu antena megnetica pe bara de ferita plus o antena verticala, atentie la punctul 4, il redau in original "DETERMINATION OF DIRECTION AND MEANING:
TO DETERMINE THE DIRECTION, ORIENT THE RECEIVER FOR MINIMUM SIGNAL. TO DETERMINE THE
AXIS, POINT THE RECEIVER PERPENDICALLY TO THE DIRECTION AND PRESS THE DIRECTION BUTTON.
IF THE SIGNAL INCREASES, THE TRANSMITTER IS ON THE BACK OF THE RECEIVER AND VICE VERSA." Expresia "PRESS THE DIRECTION BUTTON" se refera la cuplarea antenei verticale. "Prima parte, in limba romana, care contine si emitatorul, se refera la banda se 144 MHz unde antena emitatorului radiaza unde polarizate orizontal (componenta E), compatibile cu antena Yagi care se tine tot orizontal si care determina atat directia cat si si sensul prin diferentele de castig fata-spate.
- Articolul "Un week-end plin" de Sorin-David Nimara YO7CKQ aparut in 2010 la https://www.radioamator.ro/articole/view.php?id=672 la care, intr-una din imagini se vad si "pistoale" cu antena magnetica tip bucla.
Cat priveste "referinta", are sigur legatura cu "sarmalele", cu sârmele in niciun caz.

73 de Tavi YO4BKM!

[yo4hgx]

Incepeti cu, citez:

Inainte de a trece la experimenatrea unui ansamblu de antene…

Ca ulterior sa afirmati, citez din nou:

Nu este vorba de niciun "experiment"…

Cand va veti hotari ce anume intentionati in acest topic poate revin, pana atunci va urez doar un an nou fericit, cu sau fara sarmale!

73!
M

[YO6EX]

Povestea asta imi aminteste de ceva de acum vre-o jumate de secol. Se numea radioreceptie in diversitate. La job aveam un echipament numit "Diversity Adapter". La acest adaptor se cuplau 2-3 antene cu unghiuri diferite de radiatie. De ex. un dipol montat orizontal si o verticala, sau doua antene directive pe directii diferite sau antene identice dar la inaltimi diferite.

[YO4BKM]

Bua dimineta si TNX YO6EX, cele pe care le-ai aratat vin sa completeze o parte din articolul care a aparut azi, partea care se refera la planul de polarizare a undelor. Imi amintesc si eu ca, cu multi ani in urma, s-a mai discutat aici despre posibilitatea de a folosi mai multe surse pentru a creste castigul la receptie, una din ele fiind exploatarea mai multor antene cu plane de polarizare diferite sau directivitati diferite. La receptie, dupa mai multe reflexii pe ionosfera si pe scoarta terestra, planul de polarizare de la emisie (orizontal sau vertical, functie de cum este montata antena) nu se mai pastreaza si devine unul oarecare, din care o antena de receptie orizontala sau verticala nu este excitata decat de o parte din unda, de fapt acea parte care se proiecteaza perpendicular pe planul de polarizare al antenei. Insumarea semnelelor dintr-o antena verticala si una orizontala aduce un spor insemnat de castig numai daca semnalele celor doua antene se aduc in faza la locul de insumare, probabil ca "Diversity Adapter" facea acest lucru. Acelasi fenomen se petrece si in cazul combinarii mai multor antene cu directivitatea pe directii diferite, conditia ramanand aceeasi, aducerea semnalelor in faza. Ar mai fi o posibiliatte, ca cele 2-3 antene sa fie comutabile si sa se aleaga antena care are planul de polarizare cel mai apropiat de planul de polarizare in care se afla unda incidenta, dar cel mai mare castig se obtine din insumarea semnalelor a doua antene cu plane de polarizare diferite.
Dar, cele aratate mai ai sus nu exploateaza decat energia continuta in componenta electrica a undei, o alta parte se gaseste in componenta magnetica si tocmaia cest lucru voiam sa il aflu, daca in traficul curent se foloseste ce se intampla la RGA pe 3,5 MHz unde semnalele a doua antene compatibile cu componentele electrice si magnetice ale undei radio se insumeaza ducand la o crestere sesizabila comparativ cu semnalul receptionat numai de una dintre antene.
73 de Tavi YO4BKM!

[yo4hgx]

Povestea asta imi aminteste de ceva de acum vre-o jumate de secol. Se numea radioreceptie in diversitate. La job aveam un echipament numit "Diversity Adapter". La acest adaptor se cuplau 2-3 antene cu unghiuri diferite de radiatie. De ex. un dipol montat orizontal si o verticala, sau doua antene directive pe directii diferite sau antene identice dar la inaltimi diferite.

Receptia de tip diversitate este un subiect fascinant, care probabil ar merita disecat intr-un topic dedicat.

Sumarea semnalelor a doua sau mai multe antene creeaza probleme… “diverse”, fazarea fiind instabila si trebuind refacuta constant, functie de directia sursei emisiei, nivelul si tipul zgomotului de banda si foarte multe alte variabile.

Dupa mai multi ani de experimente cu multe combinații, personal am fost impresionat de receptia tip diversitate “independenta”, adica 2 receptoare identice (IC-7610) si 2 antene diferite si complementare, ca sa ma exprim asa, o bucla dubla magnetica activa cu polarizare verticala si un doublet orizontal, cu coborare cu scarita, balun de curent, balun de tensiune, ATU extern si soc de curenti de mod comun (solutie prezentata in detaliu de domnul ing. Mihai Stocec intr-un articol recent).

Am ales aceasta solutie, cea total independenta, cate un semnal in fiecare ureche, deoarece chiar daca fazarea este rezolvata perfect de multe ori SNR-ul este deteriorat… la sumare nu numai semnalul util este compus ci si zgomotul de banda. Ar fi mult, mult de povestit pe aceasta tema dar din pacate timpul meu liber este foarte limitat deocamdata.

73 si spor la experimente!
M

[YO6EX]

@ yo4hgx:
Aveam si asa ceva. Un dulap mare care continea 3 RX de la Racal si insumau semnalele aceleiasi statii pe frecvente diferite.