Разделы:


Главная
Путешествия
Видео
Фотосессии



Мастерская:


Радиотехника
    • Испытания
      Конструирование в MMANA и испытания пары антенн
    • Скачать
      Программы для радиотехнических расчетов
    • Литература
      Список, чего можно почитать
Испытание MMANA ver. 1.77 на примере YAGI 8 ele

Предыдущая страница

Расчет.

     Файл, о котором пойдет здесь речь - 5_7el6m_1.maa. Я его поначалу рассчитывал для медной проволоки толщиной 2.5 мм, но позже окозалось, что делать буду антенну из медного биметалла 4 мм в диаметре. При расчете я основное внимание уделил усилению и подавлению задних лепестков. При этом была мысль, что их необходимо как можно сильнее подавить, чтобы не мешали корреспонденты сзади и сзади сбоку, что как показала практика использования коллинеарки весьма существенно. Исходными данными на длину антенны послужила имеющаяся у меня рейка длиной 3 м ровно. Поскольку усиление антенн "волновой канал" зависит в основном только от длины несущей траверсы (конечно, если не слишком далеко ставить директора друг от друга - где-то до 0.3 волны), я решил забить эту палку от начала и до конца. Количество элементов взял 8, это оказалась более удобная цифра при подгонках по MMANA, чем 9, а меньше брать не хотелось, чтобы не упало сильнее усиление. За исходный шаблон я взял 7-ми элементную ягу на 50 МГц, затем масштабировал ее на 145, задал свою проволоку, добавил элемент и занялся подгонкой по нужным мне параметрам (вручную конечно, не оптимизацией). В результате можете посмотреть, что у меня получилось.
     После того, как я рассказал некоторым радиолюбителям о том, какие у меня получились размеры, мне были высказаны некоторые сомнения по правильности расчетов и нормальной работоспособности сего изделия. Например: "Выдержаны не одинаковые расстояния между директорами. Обычно их выдерживают равными с какого-то номера, а настраивают только несколько первых, ведь не зря же у нас руки-ноги симметричны. И убывать длины директоров должны поровну и немного, а не как у тебя - то на несколько миллиметров, то сразу на сантиметр с лишним, а последний элемент резко взят почти 80 сантиметров длиной. К тому же ты маневрировал директорами, чтобы достичь нужного подавления назад и усиления, в то время как они отвечают только за усиление, а вот подавление назад надо добиваться рефлектором, за тем он и существует." Мои аргументы против этого: насчет симметричности рук-ног - никак это не связанно с антеннами. Насчет того, что маневрировал директорами, причем всеми, и тем, за что они отвечают: усиление антенны обеспечивается тем, что она сильнее излучает в одном направлении за счет того, что излучает слабее в другом (обратном). Из этого следует, что чем больше будет усиление, тем больше в некоторой мере подавление назад. Значит, если сделать передний лепесток сильнее и шире, то на задние лепестки энергии будет меньше (по закону сохранения энергии). Следовательно, директора в некоторой степени отвечают за задние лепестки (кстати, это написано и у Ротхаммеля, что если не укорачивать каждый следующий директор, то усиление будет больше, но задние лепестки увеличиваются). А то, что я ими маневрировал для достижения обратного подавления, и у них не одинаковое уменьшение размеров с номером и нет постоянного шага между ними, так тут у меня такой аргумент. Если поставить на один директор больше, то что-то изменится. Следовательно от директора что-то зависит :). Значит, если после этого изменить его положение на траверсе, то диаграмма направленности снова должна измениться. Они изменится или в худшую, или в лучшуу сторону. Следовательно, изменяя последовательно местоположение каждого из них и его длину, можно добиться того, что надо, в то время как добиться того, что надо только одним директором по расчетам не получилось. А то, что так, возможно, не принято - ну и что?
     Чего добился по расчетам я:
  • количество элементов - 8
  • необходимая длина несущей траверсы - 2.97 м
  • усиление в прямом направлении - 10.15 дБ к диполю по всему диапазону 144-146
  • подавление в обратной полуплоскости для любого лепестка - не хуже -20 дБ относительно прямого по всему диапазону
  • угол раскрыва в горизонтальной плоскости для вертикальной поляризации - около 50 градусов
         Точнее можете это посмотреть по программе.
         После приведенных мне аргументов я все же усомнился в правильности расчетов и решил проверить их по другой программе. В описании MMANA я прочитал, что есть еще одна программа, в которой нет ограничения по длине и взаимному расположению элементов - EZNEC (ver 1.0, написана дядей W7EL). Я решил сравнить MMANA и EZNEC на примере этой антенны. Файл антенны в EZNEC - 144el8.ez. Саму программу я скачивал с QRZ.ru (не помню ссылку, напишите EZNEC в Яндексе, он откинет на QRZ.ru, размер будет около 1005 Кб). Для не имевших с ней дела и имеющих желание скачать и проверить мои расчеты (да и свои, возможно, тоже) поясню как что. Скачиваете ЭТО и каталог EZ, получившийся после распаковки, отправляете в корневой на C:\. Далее, в каталог C:\EZ\ANT переписываете то, что надо - 144el8.ez. Затем запускаете eznec.bat, нажимаете последовательно "re" (REcall - перезагрузить) и набираете по буквам это имя файла ("144el8.ez"). Вообще EZNEC очень чем-то напоминает Linux: все надо набирать в командной строке по буквам, но несмотря на это неудобство все хорошо работает. После того, как загрузили, нажимаете Enter, и программа после расчетов рисует диаграмму направленности.
         Дальнейшее рассмотрение EZNEC показало, что у нее есть некоторые серьезные преимущества по сравнению с MMANA. Например, у нее 3 алгоритма расчета "земли". Можно так же задавать ее проводимость и диэлектрическую проницаемость, но существует быстрый алгоритм расчета, точный медленный и алгоритм MININEC. После проведения сравнений расчетов антенны в MMANA (расстояние до земли 1 м) и в EZNEC (там по умолчанию я так забил) я пришел к выводу, что MMANA считает землю по MININEC-анализу. Другой, более важный недостаток MMANA и достоинство EZNEC - это возможность в последней задавать численно удельную проводимость проводов в размерности Ом*м^2/м. Очень похоже на то, что MMANA расчитывает даже для данных материалов потери в элементах некорректно. Например, по ней получается грубо говоря, что "яга" с четырех метровой траверсой и железными элементами, будет по усилению слабее (что-то меньшее 10 dB к диполю), чем чуть меньшая 2-х метров и изготовленная из лыжных палок (алюминия). Практика показывает обратное. Подстановка значения проводимости 1e-7 (железо) в EZNEC дает почти тот же результат, что и "медь" в MMANA (для приводимой здесь антенны на 0.02 дБ железо в EZNEC слабее). Так же интересная возможность EZNEC - возможность посмотреть таблицу токов во всех сегментах. Может быть полезна, чтобы посмореть ток в удаленном на несколько километрах приемном диполе от основной передающей антенны (работоспособность не проверял).
         Данные, полученные в EZNEC совпали с данными из MMANA с большой точностью: усиление - до сотых, импеданс - до десятых, диаграмма направлености на глазок - полностью. Кстати, надо признать, что EZNEC лучше считает при равномерном разбиении на сегменты, то есть если ввести одинаковое небольшое количество сегментов в MMANA и EZNEC, то у EZNEC результат будет корректнее (ближе к результату в MMANA с сегментацией -1 или частым разбиениям в обеих программах).
         В общем, на этом расчеты окончились. После этого я подогнал в MMANA согласование гамма-шлейфом под импеданс 50 ом (файл 5_7el6m_1sogl.maa). При этом последовательно с ним надо будет при сборке включить расчетную емкость около 13 пф.

    17.03.2002

         Поэксперементировав еще с различными размерами 8-ми элементной Яги решил все же делать несколько другие размеры. Файл в архиве myfiles.zip (смотрите предыдущую страницу) - exper10_sogl.maa. правда и усиление получилось меньше - 10 dBd, зато вперед/назад стало более 25 dB для всех лепестков в задней полуплоскости. Расстояния между директорами в этот раз выбраны одинаковыми, каждый следующий директор уменьшается приблизительно на 12 мм, только последний взят снова резко меньше - почти 80 см. Расчет показывает, что если поставить следующий директор на таком же интервале от последнего, то для достижения желаемой диаграммы направленности уже не будет необходимости так сильно укорачивать директор, ставший предпоследним, и новый директор. Причем это будет чередоваться через один: еще один больше - диаграмма получает сильный задний лепесток, еще один - он пропадает и т.д.

    21.03.2002

    Дальше




    Назад