Sanila
Ну вот автор статьи пишет:

Никогда не следует забывать о том, что идеальная штыревая антенна имеет КПД 47 %, а КПД антенны с тремя противовесами - менее 5 %

Хрень полная. Хоть с землей, хоть без земли. Если только в земле. Интересно, как он это посчитал.

Если только в земле. Интересно, как он это посчитал.
например по провалу ДН в желаемом направлении относительно изотропа (-3 dBi)

plyrvt
По провалу КПД не считается.

Хрень полная. Хоть с землей, хоть без земли. Если только в земле. Интересно, как он это посчитал.

Ну вот почему только мне приходится натыкаться на эти грабли? :)
Эту статью написал И.Н.Григоров (RK3ZK), возможно даже, что человек известный.
Статья висела на cqham, может, лет 200, но все помалкивали.
Но стоило только мне на нее сослаться, как тут же пошла её критика - почему не раньше?
Почему не сказать человеку, что он в чем-то ошибается, и он бы поправил свою статью.

Или вы, если надо что проверить, запускаете MMANA, поэтому всякие статьи вам неинтересны?

Хорошо, тогда вопрос - насколько вы доверяете MMANA?
Меня смутило то, что она дает какие-то сглаженные диаграммы, а реальное дробление на лепестки - не показывает
(имеется в виду все тот же штырь и ваши расчеты по нему)

plyrvt
Всё так и есть, только вон та спираль из кабеля — не балун. :)

Саахов
Григоров - автор с неоднозначной репутацией в кругах специалистов. Наряду с вполне здравыми публикациями у него много странных ляпов.

По провалу КПД не считается.
но только так можно объяснить такие цифры. По коэффициенту отражения КПД тем более не считается, а диэлектриков в этой антенне нет и потерь на нагрев металла тоже нет. КПД этой антенны 99.9%, а 5-20% можно объяснить только сравнением с изотропом в некоторых направлениях (в других направлениях будет КПД 200% )

Если автор измерял индикатором поля или контрольным приемником, то он измерил как раз ДН

Кстати трактование КПД антенны как 20-40% видел даже в уважаемом журнале в статье под редакцией коллектива ученых, по измерении характеристик современной компоновки антенн смартфонов. Там стендовый эквивалент не содержал диэлектриков (выфрезерованный металл только), а значения КПД как раз корелировали с искажениями от круговой ДН измеренным в безэховой камере.

Наряду с вполне здравыми публикациями у него много странных ляпов.

Никогда не поздно исправить имеющиеся ошибки.
Ок, отправил ему приглашение по мылу поучаствовать в нашей дискуссии по его статье.
Захочет - появится, только не уверен, что мыло (взято на qrz) рабочее, т.к. позывной у него уже аннулирован.

КПД считается как отношение усиления в дБ к весу антенны в килограммах.

КПД считается как отношение усиления в дБ к весу антенны в килограммах.

:)))

Поэтому в странах с империальной системой мер и весов КПД в 3 раза ниже, так им и надо империалистам

Кстати трактование КПД антенны как 20-40% видел даже в уважаемом журнале в статье под редакцией коллектива ученых, по измерении характеристик современной компоновки антенн смартфонов.
Там запросто, ведь антенны укороченные и в 2-3мм от металла. Будет очень малое входное сопротивление и соответственно большие потери в согласующем, даже без учёта диэлектрических потерь.

КПД считается как отношение усиления в дБ к весу антенны в килограммах.
Улыбнуло :-)))

На рисунке кабеля, свёрнутого спиралью, я не вижу трансформатора, показанного на схеме. Дифференциальный ток идёт внутри кабеля, и ему всё равно, как и во что этот кабель завернули. Вот эта катушка работает только для тока, идущего по наружной стороне оплётки кабеля, и по идее его подавляет. Иными словами, вот эта спираль представляет собой индуктивность только для тока по внешней стороне оплётки, а для тока внутри кабеля индуктивность этой спирали равна нулю.
Так то оно так, но когда току асимметрии некуда течь, то не будет и антенного эффекта кабеля, диаграмма направленности не искажается. Это выглядит так, как-будто генератор (бесконечно малого размера) находится непосредственно на антенне.
Есть конечно одно "но" - сам дроссель не должен излучать и соответственно должен быть много меньше рабочей длины волны.

plyrvt
например по провалу ДН в желаемом направлении относительно изотропа (-3 dBi)

Так не надо направлять антенну осью штыря на корреспондента, и не будет провала. :) В плоскости, перпендикулярной штырю, диаграмма направленности будет круговой даже с двумя противовесами, разница 0,3 дБ не в счёт.

fil
Хрень полная. Хоть с землей, хоть без земли. Если только в земле. Интересно, как он это посчитал.

Да там много вопросов даже к абзацам в окрестности этой цитаты. И с процентами не сходится что-то, и КПД с потолка взят, и про прогрев ионосферы единицами ватт понравилось. Что характерно, в статье чушь не в каждом утверждении, а фрагментами, что плохо — сплошную ерунду можно было бы отбросить, а так вроде бы надо фильтровать.

Саахов
Статья висела на cqham, может, лет 200, но все помалкивали.
Но стоило только мне на нее сослаться, как тут же пошла её критика - почему не раньше?

Критика может и раньше появилась, просто её ж искать надо. А если искать статью про антенну, будет не до критики.

Почему не сказать человеку, что он в чем-то ошибается, и он бы поправил свою статью.

Нет никаких причин для уверенности, что автор статью поправит. Особенно если учесть, что правок там наберётся на добрую часть объёма, там же не только с процентами ошибочка вышла.

Или вы, если надо что проверить, запускаете MMANA, поэтому всякие статьи вам неинтересны?

Не знаю, как делает уважаемый коллега fil, но я таки запускаю и проверяю. Численное моделирование не панацея, но вполне себе рабочий метод.

Хорошо, тогда вопрос - насколько вы доверяете MMANA?
Меня смутило то, что она дает какие-то сглаженные диаграммы, а реальное дробление на лепестки - не показывает
(имеется в виду все тот же штырь и ваши расчеты по нему)

Ммане лично я доверяю в пределах собственной компетенции в предмете. Причин для недоверия не вижу: ммана использует вполне себе верифицированный движок, и обеспечивает хорошую сходимость результатов натурного эксперимента с расчётами, включая даже моделирование молний. И да, при сравнительно коротких противовесах никакого дробления ДН не происходит, она остаётся круглой. Не только в моделировщике, но и на деле.

RA6FOO
КПД считается как отношение усиления в дБ к весу антенны в килограммах.

А что, для любительских антенн, предназначенных для работы /p, практический КПД считается именно так. :))) Кто не согласен, пусть попробует побродить по полю со стальной мачтой. Через час такого упражнения практический КПД антенны будет равен строго нулю из-за усталости оператора. :)))

Sergey4565
Есть конечно одно "но" - сам дроссель не должен излучать и соответственно должен быть много меньше рабочей длины волны.

Там, где он применяется, он, как правило, много меньше рабочей длины волны. А где так не получается, ставят четвертьволновой стакан, как и было показано на предыдущей странице. Другой вопрос, что говорить "току асимметрии некуда течь" не совсем верно: запорный дроссель не полностью исключает синфазный ток, а просто ослабляет его до приемлемого значения, скажем, на 20-40 дБ. С таким ослаблением фидер по сравнению с антенной почти ничего не излучает. А вот чтобы он совсем ничего не излучал, ток надо именно что подавлять второй катушкой с противоположным вектором индукции, вторым концом замкнутой на внешнюю сторону оплётки.

plyrvt
Если автор измерял индикатором поля или контрольным приемником, то он измерил как раз ДН

Сомневаюсь я, что автор мог измерить лепестки ДН у GP. Строго говоря, измерить-то он мог что угодно, но в дальней зоне отличить влияние земли от особенностей антенны ещё надо суметь, а в ближней ДН измерить вообще нельзя.

Строго говоря, измерить-то он мог что угодно, но в дальней зоне отличить влияние земли от особенностей антенны ещё надо суметь, а в ближней ДН измерить вообще нельзя.

Круто замешано! :) А как же тогда раньше, без ММанов, получали ДН, если натурные эксперименты столь сложны и неоднозначны?
Неужто все они получали на деревяных счетах калькуляторах с применением мат-аппарата, который затем перешел, возможно, в ММАны и другие программы?

Всё так и есть, только вон та спираль из кабеля — не балун. :)

балун. но с конструктивной особенностью.
токовый балун 1:1 по той схеме - изготавливается из 2-проводной линий с волновым сопротивлением Zo равным симметрируемому.

так как принято решение конструктивно использовать 3-проводную линию (коаксиальный кабель), то чтобы по этой третьей линии не протекали никакие токи, в эту третью линию ещё сделана катушка, конструктивно из самой этой же линии свернутой в катушку.

Так не надо направлять антенну осью штыря на корреспондента, и не будет провала.
у автора статьи антенна светит не в горизонт, а под углом 45 градусов, "греет ионосферу", в горизонт у него -13...-3 dBi
из-за того что кабель/мачта подведены вертикально, не имеют балуна для кабеля и запорного стакана для мачты

в дальней зоне отличить влияние земли от особенностей антенны ещё надо суметь
сравнивал с референсной антенной, например петлевым диполем

А как же тогда раньше, без ММанов, получали ДН, если натурные эксперименты столь сложны и неоднозначны?
например так: https://habr.com/ru/post/434104/

Да уж... из-за этого Сотникова в свое время вдволь навозился двойными и тройными квадратами на TV и на 430.
Результаты, скажем прямо, не впечатлили, ожидал большего.

А вот с этим Выводом 1 в хабровской статье не совсем согласен -

Рамочный вибратор с периметром 1 любой формы формирует близкую к изотропной диаграмму направленности.
Есть небольшое усиление перпендикулярно плоскости рамки — для полуволновой петли равное 2.13 dBi, а для квадратной рамки около 3.5 dBi.

Т.е. формально вроде как все правильно, только подается в завуалированном виде, что от формы рамочного вибратора усиление не зависит, тогда как на самом деле у круглой рамки усиление выше квадратной.

балун. но с конструктивной особенностью.
Нет, не балун, потому что балун симметрирует относительно земли, а это изделие — нет. Впрочем, упорствовать не буду больше: будем считать, что я придрался к терминологии.

сравнивал с референсной антенной, например петлевым диполем
Это-то понятно. Я больше о том, что если не учитывать проводимость земли, и мерить в действительно дальней зоне (допустим, 30-40L), то надо будет уже учитывать влияние проводимости земли. Вряд ли автор измерял на таком расстоянии, как минимум это очень трудозатратно. А так-то относительно свободного пространства ни одна антенна строго в горизонт на КВ не излучает, максимум всегда выше. Впрочем, это тоже заметно только на большом расстоянии.

Саахов
А как же тогда раньше, без ММанов, получали ДН, если натурные эксперименты столь сложны и неоднозначны?
Неужто все они получали на деревяных счетах калькуляторах с применением мат-аппарата, который затем перешел, возможно, в ММАны и другие программы?
Так же, как и в остальных отраслях до широкого внедрения численного моделирования.

ДН антенны в принципе можно промерить непосредственно, а дальше на основе экспериментов с самой антенной делать выводы. Что-то можно вычислить при помощи матана. Где-то рулит опыт и здравый смысл. Если поднапрячься, метод конечных моментов из движка NEC вполне реализуем при помощи калькулятора, просто руками считать долго. Более того, моделировщик не панацея, и именно поэтому та же книга Гончаренко такая толстая. По большому счёту, моделировщики не сильно упростили жизнь. Раньше можно было воспользоваться приближённой формулой и получить примерное значение. Сейчас моделировать получается гораздо точнее, но нужно хорошо представлять себе область определения этой модели. Например, смоделировать антенну в принципе — легко, а вот смоделировать антенну на своём садовом участке чрезвычайно трудно.

Что то вы все как то примитивно о ДН антенны
Ёе картинками и рассказиками, без геометрии Лобачевского, не опишешь.
А моделировшики (и те, что проги, и те, что боги в них) врут безбожно.
Кривизну распространения ЭМВ вааще не учитывают, а зря, вот уж где
поле для трёпа "не о том" бескрайнее. Такие статейки в этой мутной
криволинейной водичке можно написать, сам Григоров лопнет от зависти.

А моделировшики (и те, что проги, и те, что боги в них) врут безбожно.

Это как - даже на воздушном шаре на высоте, скажем, 500 метров, где влиянием Земли можно точно пренебречь?

как на самом деле у круглой рамки усиление выше квадратной
выше, но не настлько чтобы на этом акцентировать или было возможно измерить

Саахов
Это как - даже на воздушном шаре на высоте, скажем, 500 метров, где влиянием Земли можно точно пренебречь?

На ДН антенны ничто и никогда не влияет и не может
повлиять из самого смысла термина "антенна".

О чём вообще у вас разговор, об антенне, о рефракции и дифракции ЭМВ,
о нелинейных явлениях в ионосфере ? Сомневаюсь.
У вас даже земля плоская и на трех китах, как у первобытных.
Потому тема для трёпа бескрайняя.

Антенна где то же наконец должна закончиться,
далее уже не антенна, и не ДН антенны,
там, где вы ищете ДН, её вообще нет.

plyrvt
Ваши диаграммы без комментариев не понял, где тут круг и где квадрат.

А насчет разницы в усилении - получается, вездесущий Григоров и тут врет? :))
Вас тут много крутых знатоков по антеннам, но что-то статей от вас не попадается, а жаль...

Насчет трепа - что поделать, если кроме "конусной" антенны, меня интересуют все вопросы, их касающиеся.
Не открывать же по каждому вопросу отдельную тему.
Уж не будьте так строги к некоторому офтопу, хотя, если вдуматься, не такой уж это офтоп.

А к конусным противовесам обязательно вернусь, сейчас на стадии заказа медной фольги, вот только по цене пока никак не договоримся.

Ваши диаграммы без комментариев не понял, где тут круг и где квадрат.
это круг из провода диаметром 5 мм, диаметр которого подобран чтобы получился резонанс на 433 МГц

Красный график это азимутальная ДН, синий - по элевации (если рамка расположена для горизонтальной поляризации, разрыв питания внизу)

4.11 dBi это больше чем 3.48 у квадрата и 2.13 у диполя

Вполне согласуется с утверждением Григорьева " Наибольшее усиление имеет круглая рамка, т.к. именно круг охватывает наибольшее пространство. Здесь видна физика работы – чем большее пространство охватывает антенна соответственно – круг, квадрат, треугольник – тем выше усиление, обеспечиваемое ею."

Саахов Вас тут много крутых знатоков по антеннам, но что-то статей от вас не попадается, а жаль...

Что такое АНТЕННА по вашим понятиям, ответьте, напишут под ВАШИ понятия.

4.11 dBi это больше чем 3.48 у квадрата

Ну, все-таки 0.6 дБ не такая уж маленькая разница на фоне 4 дБ - около 16%.
Впрочем, кому как, хотя всегда стараюсь делать круглые.

plyrvt Здесь видна физика работы – чем большее пространство охватывает антенна
соответственно – круг, квадрат, треугольник – тем выше усиление, обеспечиваемое ею."

Здесь видно как раз непонимание Григоровым физики работы рамки

Чтоб было понятно, о какой физике идет речь, сами себе обьясните,
почему у антенны Харченко как раз наоборот, из двух треугольников
усиление больше, чем из двух кругов.

По провалу КПД не считается.
но только так можно объяснить такие цифры. По коэффициенту отражения КПД тем более не считается, а диэлектриков в этой антенне нет и потерь на нагрев металла тоже нет. КПД этой антенны 99.9%, а 5-20% можно объяснить только сравнением с изотропом в некоторых направлениях (в других направлениях будет КПД 200% )
Для расчета КПД антенны с учетом реальной бесконечной земли можно воспользоваться ММАНой или другими подобными симуляторами, но еще нужно приложить мозги.
Напоминаю Ку=КНД*КПД.
Нужно учесть, что Ку и КНД на самом деле считаются по разному, это разные категории, а не просто две величины, связанные простой формулой выше.
Ку в каком-то направлении рассчитывается как величина поля, создаваемого излучением отдельных элементов антенны, относительно поля эталонного излучателя. Симуляторы типа ММАНы для этого складывают токи отдельных сигментов в дальней зоне.
КНД никак формально не связано с этими токами, а рассчитывается чисто по форме ДН. Т.е. рассчитывается площадь под ДН и проводятся некоторые простые вычисления. Это описано, например, учебнике Кочержевского (старое издание).
Если вернуться к нашим баранам, то таким образом и нужно рассчитывать КПД антенны с учетом реальной земли.

Тут вопрос философский, считать ли нагрев Земли потерей КПД.
в HFSS энергетическая модель антенн состоит из:


----------
AcceptedPower - вся мощность принятая антенной на порту (подведенная мощность минус отраженная, т.е. минус потери на рассогласовании)
RadiatedPower - вся излученная мощность, она будет равна AcceptedPower минус потери на нагрев проводников и диэлектриков, а также которая ушла в другие порты (если такие есть) или в сосредоточенные R/L/C.
RadiationEfficiency = RadiatedPower/AcceptedPower = КПД

Directivity - соотношение мощности излучения в заданном направлении к суммарной мощности излучения во всех направлениях на сфере
Gain - мощность излучения в заданном направлении умноженная на 4*pi и деленное на AcceptedPower
RealizedGain мощность излучения в заданном направлении умноженная на 4*pi и деленное на Power
----------

из этих определений (из справки) получается что:
Directivity = КНД
Ку = КНД с учетом КПД но без учета потерь на рассогласовании
Реализованный Ку = Ку с учетом потерь рассогласования (при КСВ=1 RealizedGain = Gain)

в решателе HFSS (метод конечных элементов) границы модели четко заданы через слой Radiation Boundary, всё что нагрелось в пределах такого граничного условия - снизило КПД


В решателе HFSS-IE (метод моментов) можно добавлять землю и любые другие объекты (проводящие или диэлектрики), т.е. решать крупные задачи с рассеянием/отражением (параболические отражатели, влияние зданий, сооружений, корпуса транспортных средств, ко-локейшен разных антенн, земли). Задача открытая (не имеет границ)

Но куда там относится КПД я не вникал. Нагретые элементы в пределах модели считается что уменьшили КПД или нет - вопрос скорее философский чем практичный.

fil нужно рассчитывать КПД антенны с учетом реальной земли.
Земля - часть антенны?

plyrvt Ку = КНД с учетом рассогласования по КСВ, но без учета КПД
Бред какой то.