Здесь уже в диапазоне частот 0,1-100MHz (ось частот в логарифмическом масштабе)
Верхний график - при Z=50 Ohm
Нижний график - при Z=100 Ohm

Proffessor
Действительно, антенну можно представить как трансформатор 1:4 (по сопротивлению) на двух отрезках коаксиальных линий, наводимая ЭДС при этом увеличивается вдвое (у ненагруженной антенны вчетверо), только почему-то этот эффект трансформации лучше работает на нижних частотах и при высоких значениях волнового сопротивления коаксиалов, которыми образованы рамки.
Ну так трансформатор 1:4 в чистом виде и в бесконечной полосе получается только тогда, когда нагрузка в щели равна W/2.

Уважаемые Гуру, а насколько хуже или лучше такой “хитрый виток” будет работать с усилителем Шавдара по сравнению с одним витком.

Радио тифози
Ни хуже ни лучше. Этот выигрыш по напряжению в 12dB по идее можно получить с другим принципом согласования - по напряжению (режим ХХ), а усил Шавдара - это согласование по току (режим КЗ).
Для антенны Шавдара единственный путь повышения эффективности за счет пассивной части - разбиение одной большой рамки на несколько меньших, и соединение их параллельно, чтоб токи складывались. Об этом и сам автор писал в своих статьях.

давайте, не путать коаксиальную линию в режиме КЗ,ХХ и согласовании и простых проводов, когда лям на 1000 раз больше габаритов. Для низких частот этот мэбиус-луп нечто иначе, чем 2 витка меди и магнитному полю экран не препятствие. Нагрузка, которая подключена к этим двум конечным проводам внутри экрана подключена к двум виткам медного провода. Оплетка это или внутренний провод - никакой разницы. Ток делает 2 витка в магнитном поле. И нагружать это надо в режиме близко к КЗ, чтобы извлечь максимум энергии. Ничего тут нового нет, кроме вышивкой крестиком вверху.

Когда первый полвитка и последний по длине примерно лям/4 , происходят резкие трансформафии, и вся петля уже работает кусками в разных режимах. Да и магнитное поле уде не проникает в экранированные части, поэтому действует один виток практически в режиме КЗ, если на клеммах антенны нагрузка выше Z. Вся прелесть конструкции - удобная в реализации. Но антенна не работает с КСВ=1 на фидере, вообще ей фидер противопоказана. Надо сразу в усилитель. Это не антенна даст 10дБ выигрыш, а просто куски коакса улучшают согласование. И то, не в широкой полосе.

Proffessor
а если расширять частоты выше начинается горбатый ландщафт от трансформации на коакс. Ваши диаграммы показывают переход от апериодического режима в первый резонансный заваал.

т.е., чтобы вести обсуждение этой антенны, надо определяться в диапазоне чатот для работы. То при низких в одном режиме, либо на высоких, где наблюдаем кабельные резонансы.

да само описание Баума читается несовсем по взрослому. Как изобретатель велосипеда. Пишет, что на одном витке получает напряжение U.
А потом загадочной трансформацией в тарнсмиссионной линии получает 2*U.

Да просто 2ой виток даст двойнное напряжение. Ничего удивительного. Чем изобрели очередной раз автотрансформатор. ТОлько умудрились его упаковать. А засекретили, потому что его изобрели для определённых военных задач. Случайно попал в чемодан в архив. Никакого хайтека.

И нагружать 2 мини-витка на 50 или 100 Ом для приёма ниже 30 МГц - ну тут на форуме все понимают уже давно ,что это крайне не эффективно. И чуть усилить нагрузку - и на! 10дБ рисовались. Можно и 20 дБ рисовать.

Хайо
нагружать это надо в режиме близко к КЗ
Можно и на КЗ, но все равно никакого выигрыша не будет по сравнению с обычной одновитковой рамкой такого же диаметра. При этом все равно, экранированная , не экранированная, крестиком или ноликом.

И нагружать 2 мини-витка на 50 или 100 Ом для приёма ниже 30 МГц - ну тут на форуме все понимают уже давно ,что это крайне не эффективно.
Я имел в виду согласование по напряжению, когда рамка нагружается на ХХ, а не на 50-100 Ohm. В режиме ХХ, когда рамка нагружена на усилитель с высоким входным сопротивлением, достигается максимум напряжения в нагрузке. Этот способ широкополосного согласования широко применялся в 50-60-е годы (а кое-где разработчики применяют до сих пор) и еще никем не доказано что согласование по току однозначно лучше. Во всяком случае согласование по напряжению позволяет применять многовитковые рамки без потери эффективности, ибо увеличение индуктивности не приводит к снижению напряжения на нагрузке.

надо рассматривать не выигрыш по напряжению или по току, а по энергии - это она определяет С\Ш на выходе приёмника. Поэтому все эти полёты мыслей с трансформацией и выражения в дБ ни к чему, если не описать, чем это дальше обрабатывается.

А один виток работает только на частотах, где экранировка берё верх и отрезок переходит в резонансный режим. Ниже этого - это есть 2 витка. Ток крутится 2 раза в магнитном поле, а не один раз.

если это не было бы так, ни один дроссель с коаксом на кольце не работал бы.

надо рассматривать не выигрыш по напряжению или по току, а по энергии - это она определяет С\Ш на выходе приёмника
Если согласующий усилитель реагирует на напряжение - однозначно это будет и выигрыш по мощности, потому как выходная мощность в нагрузке усилителя пропорциональна напряжению на входе усилителя. Аналогично будет и с усилителем тока.

а в конечном итоге надо подобрать усилитель по характеру импеданса антенны. И на низких частотах далеко от кабельных резонансов эти конструкции являются низкоомными. Поэтому правильно сконструированный малоимпедансный усилитель выдаст на выходе лучше С/Ш, чем малошумящий усилитель с высоким импедансом. У малошумящих усилителей гдето 0,5...0,7нВ/sqrtHz граница и это соответствует термошумам от резистора гдето 33 Ом. Т.е. только с антеннами ,у которых импеданс примерно 30 Ом и выше , можно получать малое Кш системы в режиме "чтения напряжения".

Двух- или одновиткоавая рамка явно не из этих антенн. Поэтому все дискуссии про напряжение идут в тупик при реализации приёмной системы с такими рамками.

Интересно, как в реальности снимался сигнал с этой рамки в 60-е. Сразу стоял ламповый ДУ? Тогда конструктив не очень удобен. Или он был в циллиндре большого диаметра, который был состыкован с рамкой... И вообще применялось это в реальности, или только идея...

Согласование по напряжению применяется кстати в так наз. минивипах и минидиполях и никто не спорит что надо по-другому. Для многовитковых рамок и широкополосных ферритовых антенн самое то. Только при реализации таких антенн надо загонять собственные резонансы далеко выше рабочего диапазона. Например в ФА ограничивают количество витков и обмотку делают не виток к витку, а разреженную, с некоторым шагом.

vasya pelengator
В комплексе Р-359, правда, там согласование трансформатором.
Современные любители тоже подхватили старую идею
https://www.tapatalk.com/groups/hamchatforum/loop-antenna-for-shortwave-t3120129.html

http://www.iv3prk.it/user/image/site2-rxant.prk_small-loop.pdf
http://www.transkommunikation.ch/dateien/schaltungen/diverse_schaltungen/radio_circuits/Small%20Loop%20Antenna.pdf
http://www.radioscanner.ru/uploader/2017/ramocnaa_antenna_beg.rar

ни в одной публикации не приведется системный Кш, скорее всего, потому что не всем это по плечам его мерить. Один автор честно признаёт, что в транзитсрах вообще не разбирается. Тем не менее, у всех предложенные антенны работают для хозяев удовлетворителным образом. Правда, при СВ 1 МГц нравится, а при 1,8 МГц уже не нравится. Я всем им верю на самом деле.

ПРосто на ДВ-СВ эфирные шумы большие и было бы удивительно, если рамки предложенных размеров ничего не ловили бы, с транзисторами или без. Для таких сигналов и помех подходит любой "средний" усилитель. Народ просто восхищается, потому что видимо впервые смог подавить помехи от действия рамки. Перепутают С\Ш с абсолютным усилением. Конечно, рамочка не даст ту энергетику, как большой провод. Высказанное восхищение, что изоьретённая рамка лучше работает , чем какаята большая антенна - это про С\Ш.

Так как С/Ш решит вопрос , какая система лучше , предложенные выше рамки имеют преимущество. Но как я отметил, их назвать маленькими рамками уже нельзя и Кш от транзисторов не доминирующий ограничивающий фактор.

А когда рамки (и минивипы) станут малогабаритными, при выборе усилителя уже мало вариантов. На сегодня доступные полпроводниковые элементы для этих миниантенн далеко ещё от идеала и все наши минивипы и минирамки работают с очень низким КПД. Но если подобрать ещё принципиально не правильную базовую схему к выбранной антенне, минивипы и - рамки выдают бесполезное С\Ш.

Хайо
Не все так просто с согласованием рамки по напряжению. Вот возьмем одновитковую рамку диаметром 1м из медного провода диаметром 10мм и будем подключать ее поочередно к повторителю тока и к повторителю напряжения. Допустим, повторители простейшие, сделаны на одном транзисторе типа BFQ19. Смоделируем, и окажется,что:
- коэффициенты шума усилителей приблизительно одинаковы в диапазоне частот 1-30MHz.
- сквозные коэффициенты передачи и по напряжению и по мощности для варианта согласования по напряжению (V)- больше чем для варианта I - согласования начиная с частоты 4,5MHz - больше, и с ростом частоты этот разрыв увеличивается. И на частое 30MHz +30dB в пользу V-согласования.

на частотах ниже 4,5MHz преимущество по энергетике имеет все же согласование по току и на частоте 1MHz там +10...13dB. Эта частота равной эффективности (в данном примере 4,5MHz) должна сдвигаться вверх при уменьшении диаметра рамки и вниз при увеличении диаметра рамки.

Proffessor
это мы с Вами уже обсуждали, когда при высоких частотах индуктивность проявится по отношению к малому Rin усилителя, то рамка мешает току, которы смог бы усилитель принимать. А транзистор в схеме типа ОЭ на высоких частотах лучше дружит с большой рамкой, так как их импедансы станут соизмеримы в сотние Омы. В Вами предложенной схеме по "чтению" напряжения это не совсем так, при более 10 МГц этот усилитель читает и ток и напряжение и это как раз в тему.

В выше предложженых схемах на ПТ согласования намного хуже. Но тем не менее, и того было достаточно для восторга у авторов. Рамки то не малые у них сделаны.

коэффициенты шума усилителей приблизительно одинаковы в диапазоне частот 1-30MHz
Это как раз под сомением. Если предполагать источник 50 Ом, то наверно да. А в предложенных схемах рабочий Кш должен сильно расходиться и быть малым там, где схемы лучше усваивают сигнал.

Учитывая монотонный характер частотной зависимости импеданса источника, посмотрим какой будет коэффициент шума на трех частотах : 1, 10 и 30MHz. Импеданс рамки: 21,4 226 и 1382 Ohm на соответствующих частотах. Коэффициент шума повторителя тока: 1,8 4,0 10,0 dB. У повторителя напряжения: 2,7 4.1 9.9 dB. Преимущество повторителя тока по коэффициенту шума - только на нижних частотах, и то не существенное.

что и было найдено в практических экспериментах. Схема ОЭ красиво , как промежуточный вариант между БТ-ОБ и ПТ-ИП покрывает верхнюю чатсь КВ и для рамок и для Е-диполей.

В общем, для рамок на ДВ/СВ согласование по току - самое то. Хотя с напряжением кошмарные трюки происходят: фарадеевская или максвелловская ЭДС, наводимая в рамке, шунтируется низким входным сопротивлением усилителя и на входе усилителя от этой ЭДС остается всего ничего. Затем повторитель тока (схема ОБ) своим дурным усилением по напряжению (около 40dB) как бы восстанавливает эту ЭДС до первоначального уровня. А вот повторитель напряжения сохраняет эту наводимую ЭДС без потерь и прикладывает к своему входу.

Proffessor
Вы не дописали....
А вот повторитель напряжения сохраняет эту наводимую ЭДС без потерь и прикладывает к своему входу.
Но эта ЭДС дурно маленькая и на фоне ЭДС шума транзисторов утонет в шумах.
Энергия сигнала от рамки передается оптимально, когда импеданс рамки соизмерим с активным импедансом усилительного элемента. Поэтому на низких частотах требуется малое очень входное сопротивление. Важно, что не нулевое!!! Нулевое сопротивление не может принимать энергию. Поэтому и аугментацию не стоит довести до идеала, а только до оптимума передачи энергии.

ЭДС на входе повторителя напряжения маленькая, но все же намного больше, чем ЭДС на входе повторителя тока (при одной и той же рамке), поэтому у второй больше шансов утонуть в шумах транзистора. Аугментация есть игра с бесконечно малыми и бесконечно большими величинами. Понижая входное сопротивление каскада ОБ мы тем самым увеличиваем его коэффициент усиление по напряжению, так что конечный результат по сквозному коэффициенту передачи остается неизменным.

Proffessor
ЭДС сама в отдельности ничего не вызывает в усилителе. Должен быть и ток, даже если там ПТ в схеме ИП. А рамка может выдать тока ещё ого! Схема ОБ может ток воспринмать и задействовать в усилительный механизм оптимальным образом, т.е. схема ОБ может получать от рамки энергию. А шумы в транзисторе - это энергия, это и ток и напряжение шума. И С/Ш образуется соотношением энергий. Надо всегда смотреть , какой механизм имеет перевес, то по току, то по напряжению. А бывает, что их доли 50-50. Многие анализы шума ведутся без этого первичного разбора о доминирующем механизме. Да и мы часто по привычке понимаем схемы по напряжениям интуитивно, а по току только с принуждением ;-)

Здесь просто принято чисто условно рассматривать крайности: ИНУН реагирует на входное напряжение, ИНУТ - на входной ток. Так как согласовать по мощности в широкой полосе частот не позволяет Заратустра теорема Боде - Фано, приходится на практике бросаться в крайности - согласование по току или по напряжению, хотя понятно, такие вещи в чистом виде не существуют.

Согласование по напряжению применяется…никто не спорит что надо по-другому…
Если строить именно антимумовую антенну надо именно по-другому.
Мы пробовали сравнивать апериодические ФА «согласованные» по току и по напряжению.
При согласовании по напряжению и работе на высокоомную нагрузку требовалась серьезная экранировка, и даже это не всегда спасало от проникновения электрической составляющей на вход приемного тракта
При согласовании по току и работе на низкоомную нагрузку все беды с проникновением электрической составляющей совершенно прекращались.

Только при реализации таких антенн надо загонять собственные резонансы далеко выше рабочего диапазона.
Всё зависит от целей.
Есть конструкции где именно первый резонанс находится на самом краю верхней части рабочего диапазона, при согласовании по напряжению это даёт значительный прирост принимаемого сигнала. Только антишумовые свойства теряются.
Шум в нашем случае это прием электрической составляющей поля самой антенной и проникновение этой составляющей мимо антенны.
Резюмируя вышесказанное.
Высокоомные каскады и согласование по напряжению с рамкой (для случая антишумовой антенны) очень желательно не использовать.
Пробовали рамку, которая имела регулировку уровня приема электрической составляющей.
Было занятно наблюдать как изменялся прием

1428
в TECSUN S-2000 ФА так и сделана, собственный резонанс в сочетании и емкости транзитора 2SK544 (схема ОИ) лежит на 1350 кГц, а в цепи стока поставили 2ой контур с широким резонансом отколо 350 кГц. При этом на 350 кГц от ФА уже всё идет на 10 дб слабее. Но в корпусе поворотной ФА ещё установлен экран от Е-поля и в итоге эта ФА работает очень хорошо на ДВ-СВ. Индуктивность около 2 мГн и от ФА поступет сигнал, доминирующем по напряжению по отношению шумового напряжения транзистора, да и по токам доминирует ФА над этим транзистором при частотах менее 2 МГц. Конструкция очень удачная.

...в корпусе поворотной ФА ещё установлен экран от Е-поля...
Как глубоко копаете.
Толку от экрана при согласовании по напряжению ну очень немного.
Ряд коллег в теме
Ферритовая антенна
удивлялся почему при добавлении экрана помех меньше не становится.
Просто в данном радио проще было именно так поступить,
а не заниматься всякими изысками с ФА.
Я за изыски)))