Proffessor
Интеграл мощности по частоте-константа для данного стержня. Пока внешние шумы на порядки больше тепловых, можно вовсю использовать усиление по напряжению, получая приличный выигрыш.
У Хомича полоса слишком большая, вот и действующей длинны нет.

andory
Неплохо бы поиметь всю эту интегральную мощность и увидеть как огромная мощность внешнего шума на нижних частотах раскаляет нагрузку, но... обычно бывает наоборот, шум самого приемника является преобладающим. Если допустим нам говорят, что мощность внешнего шума в полосе 1 Hz равна 65dB*kT (-109dBm/Hz) на частоте 1MHz, то получить эту мощность можно в нагрузке идеально согласованной антенны при коэффициенте согласования M=1. Получить M=1 или близкое к 1 значение можно в резонансных антеннах на одной частоте или в очень узкой полосе. Если ФА нагружена на активную нагрузку фиксированной величины, обычно коэффициент согласования не превышает -60dB и соответственно от внешнего шума остается всего ничего. Поэтому подбирая сопротивление нагрузки антенны, можно найти такое значение, при котором коэффициент согласования будет максимальным в заданном интервале частот. Вот для своих болванок я нашел оптимальный вариант Rн=10 Ohm (это для диапазона 1,5-30MHz, хотя для частот 1,5-6MHz лучше Rн=2 Ohm).

Proffessor
Получается, что Ваша "апериодическая" антенна на самом деле резонансная с низкой добротностью. Можно соорудить модель по результатам измерений и оценить её оптимальность.

andory
Хорошо бы соорудить правильную модель в каком-нить симуляторе, предсказывать все характеристики расчетами и тогда не надо мучиться с экспериментами. Но каждый раз, когда кажется, что все учтено, и потери в феррите, и собственные резонансы обмотки, оказывается, что измеренные характеристики очень далеки от расчетных.

Давайте геометрию, попробую симульнуть в FEKO.
Диаметр провода, диаметр катушки, шаг. Для феррита начальную проницаемость и тангенс или сигму проводимости, диаметр и длину стержня.Точки включения конденсаторов и если есть параметры их эквивалента. На выходе входное сопротивление ДН и усиление с учетом потерь. Хотите через личку.

Вот ТУТ есть информация, об использовании ферритовой антенны, в качестве излучающей. На сколько можно верить данной информации? Там же приводятся схема и отчет о проведённых радио связях, что называется, не выходя из дома, на дистанциях свыше 2000км (!), правда не указывается марка использованного феррита. Какие будут мысли на этот счёт? Может кто то уже пробовал использовать ферритовую антенну в качестве передающей?

...кто то уже пробовал использовать ферритовую антенну в качестве передающей?
Уже давно попробовали, аж в 60 годах.
Строили аварийные буйки, а передающую ФА заставляли плавать на границе воды и воздуха.
Ничего путного не получилось т.к. феррит при изменении магнитного поля изменяет собственную проницаемость. В режиме ЧМ (где постоянная несущая) это хоть с крохотным КПД но работало и было эквивалентно штырю в несколько десятков сантиметров.
Судя по частотам из лога, чел цифрой работал, а там можно и с мизерной мощностью связи проводить. Если взять гвоздь и согласовать обычным контуром будет и слышнее и проще.


Увеличить
Схема такой ФА будет именно как у автора, только с другим соотношением витков и с полным отсутствием феррита внутри «антенны».
)))

Можно отказаться от контура, а закоротив дальний конец кабеля 50 Омным резистором, подключив к горячему концу упомянутого резистора любой провод.
Несмотря на кажущуюся нелепицу, схема с резистором действительно работает и на любых частотах.

1428
...чел цифрой работал, а там можно и с мизерной мощностью связи проводить...
Может оно и так, но мощность то мала, по данным автора 50мВт, а расстояние до корреспондентов приличное.


Увеличить

Если бы всё было так, тогда зачем строить внушительные антенны, закачивать в них приличную мощность, даже в цифре, использовали бы гвозди, QRP трансиверы и делов то? Что то не вяжется всё это ;/ Хорошо бы эксперимент провести, подтверждающий или опровергающий работу данной антенны, тем более схема самой конструкции достаточно проста.

ua4wbk
А кто Вам мешает повторить и убедиться, как это «работает»?
150НН (ВЧ) или 4В1 стержень потребуется.

Если бы всё было так, тогда зачем строить внушительные антенны, закачивать в них приличную мощность, даже в цифре, использовали бы гвозди, QRP трансиверы и делов то?
1.Я только сказал, что гвоздь будет работать лучше приведённой Вами ФА.
2.Я далёк от мысли, что любая полноразмерная антенна будет работать хуже любой ФА.

Что то не вяжется всё это
Только два варианта:
-автор держит рядом разъем от полноразмерной антенны (забыл оттащить)
-обман

1428
...150НН (ВЧ) или 4В1 стержень потребуется...
Указанные ферриты сложно найти, можно попробовать найти стержень от радиоприемников, типа ВЭФ, Океан и т.д., с размерами 200х10, марки 400НН. Если такой стержень найду, каково будут соотношение витков катушки или всё равно придётся подбирать экспериментально? По идее, при правильно собранной антенне, она должна "ощутимо" заработать уже на прием.

Нет.
Только 150 или 4В1.

Коллеги, смотрю, вы далеко продвинулись в деле построения ферритовых антенн. Можно у вас заказать изготовление такой волшебной штуки? Хочу заставить в паре с приемником QS1R работать на благо общества (скиммер сервер подниму)

Proffessor
Хорошо бы соорудить правильную модель в каком-нить симуляторе,
Модель и реальная железка всегда отличаются, больше или меньше. У фа хомича, это хорошо видно из модели - малая действующая высота при широкой полосе. Возможности кратного увеличения h не просматриваются, в силу особенностей функционирования. И бегущей волны нет.
По Вашей ФА из модели колебательного контура можно попытаться определить, насколько оптимальна конструктивная емкость, исходя из заданных диапазона принимаемых частот и неравномерности. 2 и 10 Ом, скорее всего, тоже увидим.
ua4wbk
1428
...150НН (ВЧ) или 4В1 стержень потребуется...
Указанные ферриты сложно найти,
Стержень С10x200\М150ВН-Д... обещают в наличии. В другом месте, где брусок приобрел, судя по фото прайса, есть 4В1, 30ВЧ и низкочастотные. В общем, что-то есть, только бываю там нечасто.

Из 174 кабеля ок.1м, которым был подключен макет хомича, соорудил рамку, замкнув центральный проводник на корпус bnc. Был неприятно удивлен. Приём всех 3х станций СВ приблизительно такой-же лучше, чем на макет. Хорошо выражена пространственная селекция и, по всей видимости, подавление е-наводки, по сравнению со всеволновым Hyundai H-1631 (жужжит, слушать некомфортно).

Из 174 кабеля ок.1м, которым был подключен макет хомича, соорудил рамку, замкнув центральный проводник на корпус bnc. Был неприятно удивлен. Приём всех 3х станций СВ приблизительно такой-же лучше, чем на макет. Хорошо выражена пространственная селекция и, по всей видимости, подавление е-наводки, по сравнению со всеволновым Hyundai H-1631 (жужжит, слушать некомфортно).
Практика - критерий истины. Можно считать вопрос по антенне Хомича и ей подобным всяким ФАБВ закрытым. Интерес к антенне Хомича во многом подогревался приводимыми в книжке данными по измеренной действующей длине (0,25-1м). Подозреваю, мягко говоря, сильно недостоверными (завышенными). В моей аналогичной конструкции получилось не более 6мм в максимуме АЧХ на частоте 2,5MHz.
В апериодических ФА перспективным является только использование малошумящих усилителей, но как и для всякой активной антенны остается обычное ограничительное правило: усиление МШУ можно повышать до тех пор, пока собственный шум на его выходе не превысит коэффициент шума приемника, уменьшенный на 1.

Proffessor
...данными по измеренной действующей длине. Подозреваю, мягко говоря, сильно недостоверными (завышенными).
Не согласен. Вспоминаю институтские знания, многое становится понятным. Для действующей высоты (длины) все знают основную формулу: Uвых=Е*hд, выходное напряжение антенны - произведение напряженности поля и действующей высоты. А вот то, что Uвых - это эдс на выходе антенны, обычно благополучно забывают, принимая его за Uвх приемника. Дальше всё просто- 2 Ваших Ома дадут при одинаковых, с точки зрения чуствительности по полю РПУ в целом, антеннах, на порядок меньшую длину, чем Хомич с его килоомом. Возможно, так и получатся дециметры, а при пересчете на 50 Ом входного сопротивления сканера - миллиметры. И про худшую чувствительность относительно автомобильной антенны - метрового штыря в книге написано.

Рамку посчитал примерно, исходя из ёмкости кабеля 100 пФ/м. При Е порядка десятков мВ/м сканер СВ станции должен уверенно принимать в помещении, что и происходит.

правило: усиление МШУ можно повышать до тех пор, пока собственный шум на его выходе не превысит коэффициент шума приемника, уменьшенный на 1.
Днем в праздники и выходные, в месте установки. Точнее - по калиброванному источнику поля и CCIR, в безэховой камере. Тогда результат хоть на корабль, хоть в деревню или пустыню. Ну и для всяческих махинаций простор.

А вот то, что Uвых - это эдс на выходе антенны, обычно благополучно забывают, принимая его за Uвх приемника
Есть еще понятие нагруженной действующей длины, о которой в учебниках не пишут, но которая постоянно преследует каждого антеннщика в его практической работе. Просто при измерениях hд надо поступать честно, измерять на реальной нагрузке. Конечно на 2 омах будет меньшее напряжение, чем на 800 или на 50, но, как ни странно, больший ток в нагрузке. А нас в конце концов интересует не максимальное напряжение, а максимальная мощность. Максимальная мощность, трансформированная в 50-омную нагрузку усилителем, означает максимальное напряжение.

Proffessor
поступать честно, измерять на реальной нагрузке.
Указывать значение нагрузки. Пересчитать, для целей сравнения, в (50 Ом), несложно.

А нас в конце концов интересует не максимальное напряжение, а максимальная мощность.
Именно напряжение, пока есть большие внешние нетепловые шумы (кв) и усилитель в антенне.

Пересчитать, для целей сравнения, в (50 Ом), несложно.
Для корректности пересчета надо знать еще импеданс самой антенны как источника сигнала, а этот параметр не всегда можно корректно посчитать, а тем более правильно измерить. Например, если на какой-то частоте импеданс антенны 0,1+j*1000 Ohm, прибор покажет 3+j*500, (при высокой добротности большая погрешность).
Именно напряжение, пока есть большие внешние нетепловые шумы (кв)
А эти внешние нетепловые шумы в каких единицах приводятся? Изначально в единицах шумовой температуры или в единицах спектральной плотности относительно kT (kT=-174dBm/Hz). А это все же как ни крути есть мощность, хотя в МСЭ придумали какую-то формулу для пересчета шума в напряженность поля.

1428
Нет.
Только 150 или 4В1.
Т.е., для реализации магнитной антенны КВ диапазона, с применением ферритового стержня, всё равно придётся использовать ферриты марки 150 или 4В1, я так понимаю? Очевидно, что такие же стержни необходимо применять и в ЭТОЙ конструкции активной, магнитной, ферритовой антенны, перекрывающей почти "весь" КВ диапазон (видео ролик работы антенны ЗДЕСЬ). Возможно ли использование, в место ферритового стержня, склеенных ферритовых колец или биноклей (близкого типоразмера), марки 30ВН, 50ВЧ и не ухудшит ли это показатели такой антенны в целом? Если данная конструкция является приемлемым решением (на основе склеенных, между собой, ферритовых колец), желательно ли увеличение диаметра таких колец, с целью повышения "эффективности" такой антенны? Возможно ли применение ферритовых колец со смешанной начальной, магнитной проницаемостью (например 30ВН+50ВЧ и т.д.)?

ua4wbk
Вот ТУТ есть информация, об использовании ферритовой антенны, в качестве излучающей.
Мне кажется, что здесь феррит играет роль только сердечника в согласующем устройстве из катушек и емкости. Не даром же автор расположил антенну вертикально – это просто маленький штырь с СУ.
Плюс верно отмечали, что автор использовал сеть маяков «wisper», где скорость передачи информации составляет около 1 бит/с. Чтобы не усложнять все теорией, считайте, что полоса сигнала составляет 1 Гц, за счет чего в полосу попадает мало шумов и можно работать малыми мощностями на передаче.

YuriVR
Мне кажется, что здесь феррит играет роль только сердечника в согласующем устройстве из катушек и емкости. Не даром же автор расположил антенну вертикально – это просто маленький штырь с СУ...
Иными словами, марка феррита большого значения на имеет и при соответствующей корректировке количества витков, можно использовать практически любой из имеющихся в наличии (например 400 или 600НН), так?

так?
Нет. не_так.

Если требуется изготовить именно с маленьким сердечником для настройки в резонанс феррит на частоте 7 не применяют вообще, а применяют материал как в СУ Р-143 и т.д.
400 вообще не работает выше 3.8 мГц в резонансных схемах.

О СУ с ферритом
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?30263-L-%E4%EB%FF-%D1%D3-%F1-%EF%EE%E4%E2%E8%E6%ED%FB%EC-%F4%E5%F0%F0%E8%F2%EE%EC

Только к теме ФА не имеет отношения.

Строить резонансные ФА для частот выше 4 мГц – пустая трата времени.
Лично моё мнение.
Клеил из 30ВН трансфлюкторов стержни. Всё работало. Только при замене такой ФА простым куском 30 см провода с контуром прием возрастал раз в десять и более.

1428
...Строить резонансные ФА для частот выше 4 мГц – пустая трата времени...
Может оно и так, только вот судя по материалам тех далёких 60-ых годов, прошлого века, уже тогда и на той элементной базе, например Н.Круглов, предлагал строить радиоприёмники с КВ диапазоном (49-51м, а ВЧ усилителем и на 25-31м), на ферритовых стержнях марки 600НН (схема и описание ЗДЕСЬ, стр.26-27). Существует так же и ФАП Р-140 (обсуждение ЗДЕСЬ). Но это что касается приёмной антенны, на ферритовом стержне. Меня же больше интересует использование последних, в качестве передающих на "нижних" участках КВ диапазона (160-40м), пусть даже с небольшим КПД, но всё же. Есть положительный опыт построения таких антенн, описанный например ТУТ. Вот меня и интересует, если использовать, рекомендованные ферритовые стержни 150НН или 4В1, получится ли построить такую передающую магнитную антенну, с некоторыми "приемлемыми" параметрами, для проведения радиосвязи на 40м участке, любительского диапазона. Кстати G3XBM в Кэмбридже использовал передатчик, мощностью 1 милливатт ERP на диапазоне 500 кГц, работающий в режиме WSPR. Его сигнал принимали в Норвегии станцией LA9BEA, находящейся на расстоянии 836 км и всё это на маленькую ферритовую антенну (ССЫЛКА).

Есть положительный опыт построения таких антенн, описанный например ТУТ.

В статье из 6го района о передаче только предположения...

Кстати G3XBM в Кэмбридже использовал передатчик, мощностью 1 милливатт ERP на диапазоне 500 кГц, работающий в режиме WSPR

Он использовал передатчик в 5Вт выходной мощности, а как уже были рассчитаны эти 1мВт _излучаемой_ (ЕРП) мощности - загадка. То, что его услышали возможно результат пере излучения на всевозможные металлические предметы рядом с расположением "магнитной антенны", ну и это был ВСПР, не ссб и даже не телеграф.

ua4wbk
схема и описание ЗДЕСЬ, стр.26-27
это полный бред, я лично проверял, где заканчивает работу 400 феррит в резонансных схемах.

Существует так же и ФАП Р-140
Спасибо, что напомнили о моей ветки, а выводы, что антенна эта не_работает (очень плохо работает) прочитали?
Смотрите 200 в ФАП уже плохо работает, а вы 600 пытаетесь заставить работать на КВ.

Вот меня и интересует, если использовать, рекомендованные ферритовые стержни 150НН или 4В1, получится ли построить такую передающую магнитную антенну, с некоторыми "приемлемыми" параметрами, для проведения радиосвязи на 40м участке
Нет. Не получиться построить.

Вам ещё десять раз повторить?

Понятно. Т.е., использование магнитной антенны с ферритовым сердечником, на передачу (с некоторой эффективностью), возможно только на очень низких частотах и замышлять построение таких антенн на КВ диапазон безсмысленно, получается так?

...замышлять построение таких передающих (ФА) антенн на КВ диапазон безсмысленно, получается так?
Так.

Сто первый раз.
Феррит при воздействии переменного электромагнитного поля меняет свою проницаемость в такт воздействия поля. Чем интенсивней поле, тем интенсивней феррит меняет проницаемость. Почему то во всех учебниках это называется законом термодинамики без объяснения смысла процесса, что весьма путает ситуацию.
Именно поэтому 400 феррит, для примера, в сильном поле работает только до 3.8 мГц (резонансный контур), а в слабом поле (апериодический контур) 400 феррит, работает до 6 мГц.
Далее потребуется С.Г. Калихман Я.М.Левин Москва 1979.
"Радиоприемники на полу-проводниковых приборах теория и расчет".
К выводам Калихмана приближается Proffessor.
Надеюсь, что мимо он не пройдет. Мои опыты ... давности схожи с выводами Калихмана.
Калихман утверждает, что первичный контур ФА необходимо строить по апериодической схеме, далее сигнал усиливать и фильтровать. Это позволит создавать самые эффективные ФА. Схема позволяет апериодическую ФА располагать удаленно, а резонансный УВЧ размещать рядом с РПУ.
Естественно о работе на передачу речи не идет из-за особенностей феррита менять проницаемость в сильном поле.

Напоминаю, что США анонсировали создание усилителя с шумом О дБ, не требующего жидкого азота и имеющего сверхмалый размер.

С стародавние времена я делал генератор качающейся частоты. Контур был намотан на ферритовом сердечнике (проницаемость не помню...400 или 600) и помещён в зазор трансформатора. На обмотку которого подавалось пилообразное напряжение. Проницаемость менялась в зависимости от силы магнитного поля.
Именно поэтому 400 феррит, для примера, в сильном поле работает только до 3.8 мГц (резонансный контур), а в слабом поле (апериодический контур) 400 феррит, работает до 6 мГц.

Но зависимость была наоборот, чем сильнее поле, тем меньше проницаемость феррита и тем выше рабочая частота контура.
http://do2.gendocs.ru/pars_docs/tw_refs/409/408330/408330_html_m8640e1f.gif
Контур работал в сильных полях.

Статик:
Проницаемость менялась в зависимости от силы магнитного поля.

Это легко продемонстрировать если, например, контур работает в составе LC-автогенератора. Доматываете на феррит пару-тройку витков, через которые пропускаете постоянный ток "подмагничивания" разной величины и наблюдаете уход частоты автогенератора...

Proffessor
А эти внешние нетепловые шумы в каких единицах приводятся?
Как один из вариантов - в В/м. В основе, конечно, мощность, но! с точки зрения сигнал/шум согласование по мощности не всегда наилучшее. Иногда выгоднее большее напряжение получить, например, с резонансной ФА.

1428
Клеил из 30ВН трансфлюкторов стержни. Всё работало. Только при замене такой ФА простым куском 30 см провода с контуром прием возрастал раз в десять и более.
А если кусок провода в карман положить, будет работать? Ну или в воду опустить? Мне кажется, что антенны соизмеримого объёма по эффективности примерно одинаковы, при одинаковой добротности.
Как Вы различаете резонансный и апериодический контур?
Кстати, передающая антенна из ФА вполне получается. Про кпд ничего не скажу, но генератор на такую-же фа успешно принимает.