Так вроде на графике всё наоборот, скорость нарастания вначале увеличивается по мере удаления от земли
Нет. Производная вначале монотонно падает, а потом (примерно в точке 0,004) начинает расти

за исключением начальных значений практически совпадает с рис.16?
А вот в этих начальных значениях вся соль. И либо мы имеем разницу между лежащими и приподнятыми радиалами порядка 1 дб, либо порядка 5 дБ. Кто точнее их считает - NEC4 или FEKO? Неизвестно.
Единственные доступные нам натурные испытания (рис. 17) говорят, что NEC4

0.01 лямбда на этой частоте - это уже 80 см.
А 0,001 - 8 см, и разницы по Ку считай что нет между ними (пара десятых дБ). В общем, если говорить о приподнятых хотя бы на 10 см радиалах - вообще все (NEC4, FEKO, натурные замеры) сходятся в одном - дальнейший подъем практически ничего не дает (прибавка примерно до 1 дБ, не более)

wazzoo
Единственные доступные нам натурные испытания (рис. 17) говорят, что NEC4.

Дело хозяйское, но про натурные испытания с изменением высоты противовесов от 5 до 8 мм и измерением Ga на КВ я лучше промолчу.

про натурные испытания с изменением высоты противовесов от 5 до 8 мм и измерением Ga на КВ я лучше промолчу.
Зачем молчать - давайте обсудим. Такие испытания никто не делал и в них нет никакого практического смысла.

Данные есть по лежащим на земле, далее точки в полфута, фут и 4 фута. Обращу в очередной раз внимание на то, что и моделировщики (NEC4 и FEKO) и натурные измерения сходятся в одном - почти весь выигрыш от подъема достигается на первых десятках сантиметров подъема.

Но расхождения в ключевом вопросе - каков этот "почти весь" выигрыш от подъема. Ваше моделирование показывает порядка 1 дБ (и оценка сверху 3 дБ для закопанных). NEC-4 и натурные измерения говорят о порядка 5 дБ.

wazzoo
Потери в земле должны существенно зависеть от параметров земли. В обсуждаемых расчетах и натурных экспериментах с 1 и 5 дБ параметры земли были идентичны?

wazzoo
Но расхождения в ключевом вопросе - каков этот "почти весь" выигрыш от подъема. Ваше моделирование показывает порядка 1 дБ (и оценка сверху 3 дБ для закопанных). NEC-4 и натурные измерения говорят о порядка 5 дБ.
Что могу сказать, подождите лето и флаг вам в руки, экспериментируйте.
YuriVR
Потери в земле должны существенно зависеть от параметров земли. В обсуждаемых расчетах и натурных экспериментах с 1 и 5 дБ параметры земли были идентичны?
Хороший вопрос. Видимо, автор эксперимента заказал нужную землю и завёз кубов 100, выровнял катерпиллером под ноль, а потом быстренько и точнёхонько до 1 мм менял высоту всех 20-и метровых радиалов, а товарищ через 500 км производил измерения. Про контроль мощности я уже стесняюсь спросить.

fil
Видимо, автор эксперимента заказал нужную землю и завёз кубов 100, выровнял катерпиллером под ноль, а потом быстренько и точнёхонько до 1 мм менял высоту всех 20-и метровых радиалов,

К чему эти кривляния? Найдите источник, где описан эксперимент - там вероятно есть ответы на вопросы и сомнения.
Ну и о каких миллиметрах вообще речь? Точки - полфута, фут и 4 фута. Выставлять на миллиметры нет никакой нужды - моделировщики однозначно говорят нам о том, что даже между десятками сантиметров разницу уловить не просто.

подождите лето и флаг вам в руки, экспериментируйте.
У вас какая то болезненная реакция. Я резюмировал результаты, которые есть на текущий момент. Что вас лично в них не устраивает? Вы потратили несколько часов, использовали моделировщик (который делали не вы), спасибо вам за это.

Но сами то как считаете - нужно отменить после этого NEC-4 и натурные замеры?

YuriVR
. В обсуждаемых расчетах и натурных экспериментах с 1 и 5 дБ параметры земли были идентичны?
fil утверждает, что у него использовались те же параметры земли, что и при моделировании в NEC-4
Про натурные замеры - я не нашел статьи, где они описаны, так что ничего не могу сказать. Но автор точно в курсе этого влияния, он его рассматривает отдельной главой исследования - так что предлагаю предположить, что этот момент учитывался.

Для удобства свел все три графика в одну картинку. Диапазон 80 метров, 1/4 волновой вертикал и 4 1/4 волновых противовеса. Земля в моделировщике 0,005 / 13 ("общепринятая средняя")

Сверху вниз авторы: N6LF, VE2CV, fil

Для удобства свел все три графика

Иван, на верхней картинке антенна на 40метров (33фута высота написано) и Руди на 7МГц опыт и проводил по тексту. А все остальное рассчитано на 80м.

Zmej
Точно, спасибо!

__
Еще интересно, что "перелом" с замедления на ускорение роста Ga в NEC-4 наступает после 0,01 длины волны, а в feco уже на 0,004

Само по себе любопытно, что именно приводит к такому перелому тренда (какие именно физические свойства и чего именно) - и видимо эти вещи два этих моделировщика учитывают по разному

wazzoo
Точки - полфута, фут и 4 фута
А точка в начале координат, которая ноль и соответствует падению усиления на 5 дБ? Я вообще-то об этом, расхождения у меня с этим графиком именно при малых высотах.
Прикиньте сами, усиление с идеальной землёй будет примерно равно 5.2 дБи, с реальной землёй на высоте 80 см примерно 0 дБ. Т.е. КПД, если считать по потери усиления будет (-5 дБ). Т.е. на высоте 5 мм , судя по графику КПД будет уже -10 дБ, а это равно КПД=0.1. По моему, это нереально мало. Поправьте меня, я не против.
И когда я говорю о нереальности создать достоверный график измерений Ga при таких экстремально низких высотах,это не просто так. Проверить это можно только лично. Интересно было бы узнать, как автор всё это исхитрился проделать.
Более того, имея некоторый опыт работы с программой, могу утверждать, что существуют определенный ограничения в их использовании при очень близких расстояниях между землёй и проводами. Это касается и FEKO и NEC-4. Обе программы достойные, но пользоваться ими нужно с умом, а не автоматически менять значения.

wazzoo
В части сравнения результатов натурных измерений КУ вертикалов по земной волне с результатами моделирования есть еще одна загвоздка.
При измерениях в дальней зоне мы фактически смотрим, что пришло в точку приема по земной волне, т.е. вроде как под углом места 0 градусов. Но до конца не ясен вопрос, усиление под каким углом считать соответствующим земной волне.
При моделировании любят сравнивать усиление под углом места, где наблюдается максимум усиления, и упомянутая статья (https://www.nonstopsystems.com/radio/pdf-ant/article-ant-5IU-97.pdf) не исключение. При этом несложно заметить, что при разных противовесах этот лучший угол гуляет в статье где-то от 16 до 26 градусов. Под углом места 0 градусов моделировщих покажет вообще никакое усиление.
При этом то самое усиление под достаточно большим углом – порядка 20 градусов – больше похоже на правду (если сравнивать с натурными экспериментами), чем модельное усиление под углом 0 градусов.

fil
Нет никакой нужды считать, что там в миллиметрах высоты. Я поэтому попросил вас закопать радиалы - чтобы получить оценку снизу. Т.е. оценка снизу у эксперимента и NEC-4 - это 5 дБ разницы. А по feko получается даже для хорошо так закопанных 3.

расхождения у меня с этим графиком именно при малых высотах.
На практике мы имеем дело с конструированием с учетом имеющихся возможностей. И принципиальная разница тут всего лишь одна - положить радиалы на землю (при выезде в поле либо при постоянном размещении, где они зарастут дерном) или поднять. Т.е. надо решить, что выбрать и ради чего. Считать, как меняется Ку в миллиметрах от земли - вообще не имеет смысла

По моему, это нереально мало. Поправьте меня, я не против.

Я бы зашел с другой стороны. Мы имеем некие потери из-за поглощения в земле. При лежащих противовесах эти потери возрастают всего-то в 3 раза (предположительно по NEC-4) либо практически не возрастают (на порядка 20%) согласно FEKO. Оценить умозрительно, что ближе к правде, я не готов - оба значения не вызывают явного отторжения.

YuriVR
КУ вертикалов по земной волне
Кто бы уже нашел статью с описанием эксперимента. Я не знаю, земная там волна использовалась или нет. Про то, что при углах близких к горизонту очень резко/быстро меняется Ку я думаю так же все в курсе. Т.е. мы сейчас сидим гадаем, дурак ли автор замера, или нет. Это просто бессмысленные посиделки получаются )
Как измерял бы я - я написал.

wazzoo
Я шире вопрос задаю – как использовать полученные в моделировщике результаты в части КУ, если антенна нужна для работы по земной волне.
Никто не сомневается, что вертикалом можно работать по земной волне. Влияние противовесов на дальность связи тоже не вызывает сомнений.
Приходилось многократно делать замеры по земной волне (по отсутствию замираний было понятно, что это земная волна), и полученные результаты заметно (более 10 дБ) лучше, чем дает моделировщик для угла места 0 градусов.

YuriVR
Справедливости ради, автор измерял не Ga, что не реально, а его изменение. Скорее всего косвенно по изменению поверхностной волны на близком расстоянии, это фактически изменение КПД а через него и Ga. Наверное это корректно, но измерения при экстремально малых высотах я по прежнему ставлю под сомнение.

YuriVR
Может дело в рефракции? ДН считается для прямой волны

YuriVR
Поверхностная волна строго считается в FEKO, также для понимания проблемы можете почитать Айзенберга, КВ антенны, стр. 139.

wazzoo -" что именно приводит к такому перелому тренда (какие именно физические свойства и чего именно)"

В диэлектриках с высоким значением tg потерь поглощение ЭМЭнергии связано с переполяризацией молекул диэлектрика, на низких частотах играет роль и низкая проводимость почвы. Величина потерь зависит от напряжённости поля, создаваемой противовесами антенны, которая спадает по мере удаления от проводников по нелинейному закону. Отсюда и нелинейность роста усиления антенны при повышении высоты установки противовесов.

А вот в этих начальных значениях вся соль. И либо мы имеем разницу между лежащими и приподнятыми радиалами порядка 1 дб, либо порядка 5 дБ. Кто точнее их считает - NEC4 или FEKO? Неизвестно.

Предлагаю филу пересчитать на диапазоне 7МГц.
Может там разница в потерях земли при двухкратной частоте?

Zmej
Может там разница в потерях земли при двухкратной частоте?
Я не понял, а это зачем, с чем вы сравнивать будете. Разница будет конечно, но на графиках 16 и 17 вроде все для 3.75 МГц. По любому вы не сможете определить, что точнее считает.

fil
Посмотрел главу 7.3 Айзенберга. Это не дало ответа на вопрос, усиление антенны под каким углом места из результатов расчета моделировщика антенн или справочных данных брать для земной волны.

YuriVR
Посмотрел главу 7.3 Айзенберга. Это не дало ответа на вопрос, усиление антенны под каким углом места из результатов расчета моделировщика антенн или справочных данных брать для земной волны.
ДН, рассчитанные моделировщиками, здесь не при делах. Они используются только для пространственной волны, здесь важен только ток. Для расчета поверхностной волны на поверхности лежат три способа.
1. Использовать соответствующую программу, я знаю только FEKO.
2. Разобраться и считать по формулам из Айзенберга, там нет ничего сложного.
3. Воспользоваться графиками из рекомендаций МСЭ-r p.368-9. Там присутствуют соответствующие графики для земной волны от 10 кГц до 30 МГц для 1 кВт.
В п.п. 2 и 3 нужно только учесть КПД антенны.

fil
Воспользоваться графиками из рекомендаций МСЭ-r p.368-9. Там присутствуют соответствующие графики для земной волны от 10 кГц до 30 МГц для 1 кВт.
Эту рекомендацию использовал, чтобы оценивать ослабление по земной волне, но она не позволяет понять, какую напряженность поля создает антенна и передатчик, если для антенны в качестве параметров известна модельная зависимость КУ от угла места.
Некоторые говорят, что нужно брать то значение усиления, которое максимально, не обращая внимания на угол места. Но с точки зрения далекого от электродинамики человека это не понятно.

YuriVR
Эту рекомендацию использовал, чтобы оценивать ослабление по земной волне, но она не позволяет понять, какую напряженность поля создает антенна и передатчик, если для антенны в качестве параметров известна модельная зависимость КУ от угла места.
Как видно из материалов, которые я привёл, ДНВ здесь совсем не причём, если рассматривается простая антенна до лям/4.
и не решётка.
Некоторые говорят, что нужно брать то значение усиления, которое максимально, не обращая внимания на угол места.
Может я чего не понимаю, а что дальше-то? Может они Ку используют для вычисления кпд, И собственно, как вы или кто-то вычисляете земную волну, тогда можно будет предметно ответить.

Zmej
Да, вы правы, там на рис. 16 графики для 7.5 МГц. По возможности пересчитаю.

fil

Кстати наверное нашелся и ответ по усилению, канадец ve2cv как референс использует расчетное усиление вертикального полуволнового диполя, установленного нижней точкой на такой же высоте как противовесы (основание) штыря, в его статье это сказано.
Т.е. от величины расчетного усиления верт.диполя идут графики деградации -дБ для штырей с разной высотой-длиной-количеством противовесов.
Америкос n6lf это не уточнял (хотя использовал по статье графики канадца) или мы все читали "как Ленин" и в обширности статьи это потерялось.

(прежде я ошибочно предполагал, что относительно в.диполя в "свободном пространстве" или на какой-то значительной высоты, когда уже земля не влияет на снижение усиления).

Zmej
Не так - не как референс, а как дополнительную линию на графике (она подписана как Half-wave).

"For reference, the gain of a half wave dipole is shown " означает по тексту "справочно/для наглядности показано усиление полув. диполя"

Вот что пишет ve2cv:

1. Преамбула:
Tom Rauch, W8J113, conducted a series of experiments with a 3.7-MHz quarter wavelength vertical wire antenna using elevated and I .0001 .001 .01 .1 groind-mounted radials. His measured relative field strengths for the ground mounted radial systems changed as the number of radials changed in a way closely predicted by NEC-4. For four, eight, and 16 radials on the ground, his measured gain differences, referenced to the relative field strength measured for 60 radials on the ground, were -5.5 dB, -2.7 dB, and -1.3 dB

Т.е. натурные эксперименты Тома W8J1 показали деградацию напряженности поля в -5,5 дБ для 4 радиалов проти 60 радиалов на земле - и это соответствует расчетной деградации по NEC-4

2. Амбула (наш график)

Since NEC-4 does not allow a wire to touch lossy ground in more than one place (NEC-2 does not allow a wire to touch the ground at all), I modeled a radial on the ground by assuming an insulated radial system with radials 5 millimeters high. With four, eight, 16, 32, and 64 quarter-wavelength radials, EZNECl4 predicts gains for an antenna over average ground of -4.66 dBi, -2.16 dBi, -0.6 dBi, +0.03 dBi, and +0.23 dBi.

Note: the spacewave gain of our monopole with perfect ground beneath the antenna (equivalent to, say, an infinite number of radials), but with average ground in front of the antenna (MININEC analysis), is 0.18 dBi. Now let us see how gain changes as a function of height (height of radials) and number of radials (Figure 4)


Т.е. на графике мы видим обычный Ga в dBi

А диполь упомянут далее:
For reference, the gain of a half wave dipole is shown (large open circles), where height is the height of the lower end of the dipole.

Т.е. точки на графике в виде large open curcles - см. в общем верхнюю линию с кружками, подписанную на рисунке как Half-wave

По просьбе трудящихся загрузил график изменения усиления в зависимости от высоты подвеса для частоты 7.5 МГц.

Увеличить

Увеличить
Также может представлять интерес график зависимости излучаемой мощности в зависимости от высоты подвеса для 7.5 МГц при постоянном напряжении возбуждения данной антенны, равным 1000 В. Сделано для того, чтобы понять следующее: если на практике пытаться производить измерения без контроля активной мощности (это не просто), а только контролируя напряжение (это просто), то можно впасть в ошибку. В данном случае можно получить заниженные значения Gа или КПД.
Камень в огород автора эксперимента на рис.17 )):

Подходите лучше на 5/6 каналы манпака.
Там все это обсудим)

fil

На 7МГц надо брать штырь L=H=10м (не 20м!) или только надпись на рисунке осталась с диапазона 80м?

Zmej
На 7МГц надо брать штырь L=H=10м (не 20м!) или только надпись на рисунке осталась с диапазона 80м?
Недосмотрел. Надпись старая, штырь 10м. Радиалы тоже.