Моделирование коллинеарных антенн в MANNA

[Tchibo]

читал с интересом тему "Моделирование вертикальных антенн (штырь разной длины)". там последние посты оказались перенесены сюда. поэтому решил именно сюда и написать. по затронутому в предыдущей теме вопросу "Франклин против Баллантайна". уважаемый модератор lipton
там написал

в журнале Радио была хорошая статья "Франклин против Баллатайна". Написана грамотным человеком и выложены все плюсы и минусы данных излучателей...Думаю, Франклина делали "жопарукие"...Чёт у меня было все с точность, но наоборот! .Пусть моделирует тот у кого сомнения, а у меня их уже нет...

ну очень интересно стало! не поленитесь, гляньте тему "как рассчитать коллинеар Франклина?" на УКВ портале http://forum.vhfdx.ru/raschet-antenn...ear-franklina/ четыре страницы дебатов так ничего и не прояснили с антенной Франклина. как ее правильно рассчитать и правильно изготовить, выяснить не удалось. единственный, кто публиковал практическую конструкцию антенны Франклина на УКВ, это Альфред Крохмаль http://http://rm4hm.jimdo.com/%D1%80...D%D0%BD%D1%8B/ из переписки с автором выяснилось, что никаких объективных измерений и исследований (кроме измерения КСВ) автор не проводил. по его чисто субъективным оценкам "антенна работала хорошо". но доказательств тому нет никаких. попытка повторить антенну по описанию Крохмаля успехом не увенчалась (КСВ в диапазоне оказался недопустимо велик). в настоящее время та антенна Крохмалем уже разобрана. обращение к самому Полякову с вопросами по антенне Франклина ничего не прояснило. Поляков от содержательного обсуждения проблем уклонился, предоставив решать эти проблемы самостоятельно. такое впечатление, что писал чисто теоретически, на практике не проверялось, не измерялось ничего. переписка по этому поводу с Гончаренко тоже мало что прояснила. на форуме VHFDX.RU писали, в частности

У Полякова теория описана смутно. И зачем разбираться в чужих потемках, когда есть рабочие варианты? Кста, я не встретил нигде в практических конструкциях антенн по образу и подобию Полякова-Франклина. Где-нить есть рабочий вариант?

а также

почему-то десятки фирм десятилетиями выпускают антенны 5/8, а так же коллинеарные системы на их основе, эти антенны стоят на базовых станциях профессиональной аппаратуры, не говоря уже о том, что на любительских ретрансляторах, работают годами.

ну так и где же ясность по вопросу применения франклиновской конструкции на УКВ? нет этой ясности и на данном этапе не может быть. вот и верь после этого авторитетам (Полякову, в данном случае).
.

[lipton]

Вы копайте немного глубже, примерно начиная со времён изобретения этих антенн! А конкретно, какая для каких целей разрабатывалась... Так вот, штырь 5/8Л изначально проэктировался для низких частот, при установке штыря на земле и не очень критичную к качеству противовесов. И для того чтоб оторвать от земли излучающую часть повыше, и была сделана эта антенна. Как оказалось, для своих нужд, она оказалась очень даже! Главный лепесток прижат к земле (для дальних скачков), но как не крути, имеет несколько градусов возвышение, а второй лепесток ДН, очень мощный, светит в небо под высоким углом (идеально для ближних скачков). На УКВ "поведение" такоеже.
Антенна Франклина (противовесы + 1/4 + 1/2 Л) имеет более прижатый к земле лепесток ДН и отсутствие (почти) верхних лепестков, что для УКВ наиболее приемлемо.
Когда количество этажей в коллинеарной антенне превышает 1Л, то тут уже начинают вступать в силу другие законы...

[Tchibo]

да вроде и так уже везде перекопал все, что мог... и до самого Полякова докопался. но без толку. согласен, судя по mmana-моделям, в самом деле у 5/8 есть "лишний" лепесток под большим углом к горизонту, от которого избавиться не удается. это ее минус. но в остальном она вполне проектируема, построяема и настраиваема.

Антенна Франклина (противовесы + 1/4 + 1/2 Л) имеет более прижатый к земле лепесток ДН и отсутствие (почти) верхних лепестков, что для УКВ наиболее приемлемо.

- было бы, если бы.... нет нигде нормальных mmana-моделей такой антенны, нет нигде проверенных повторяемых практических конструкций. то есть процитированное высказывание голословно - до тех пор, пока не будет показано обратное. повторение конструкции Крохмаля (как раз

противовесы + 1/4 + 1/2 Л

дало неудовлетворительные результаты. ну допустим можно списать на "жопарукость". но что характерно - Крохмаль никаких полезных советов, как его антенну сделать правильно - дать не смог. обосновать, что его антенна в самом деле хорошо работала - тоже не смог. якобы он слышал корреспондентов, которых не слышал другой радиолюбитель в городе с антенной Граунд Плейн. но это не доказывает ровно ничего. может быть, Крохмаль живет на горе, а коллега в яме. может быть, у коллеги GP неверно выполнен, может быть сгнил кабель... да мало ли чего еще. объективного сравнения никто не делал. да и антенны той уже нет, проверить ее - невозможно. ничего вразумительного не ответил и сам Поляков. его ответ был примерно таким "я делал, у меня она работала, почему у Вас не работает - это Ваши проблемы". и опять - ни mmana-модели, ни результатов испытаний-измерений объективного характера, в сравнении с другими антеннами - ничего этого у Полякова нет. одни слова...

Когда количество этажей в коллинеарной антенне превышает 1Л, то тут уже начинают вступать в силу другие законы...

разумеется, с ростом числа этажей возникают нюансы. однако построить простую антенну - диполь или GP легко и неинтересно. интересно получить максимум излучения под низкими углами к горизонту.
в общем, преимущество Франклина перед Баллантайном в качестве практической конструкции УКВ антенны - никем и никак до сих пор не доказано. чисто голословное утверждение. не согласны? докажите обратное.
.

[Tchibo]

на VHFDX Владимир RA6FOO писал:

Диаграмма модели по ссылке,( Коллинеарный вертикал Франклина для диапазона 2м - Альфред Крохмаль rm4hm) .
сверху-без кабеля, в центре- с кабелем. Снизу - предложенная Sergi 2 по 5/8 с J согласованием.
Текст из ссылки:
"" Так вот, Я могу со всей ответственностью сообщить, что В.Т.Поляков оказался абсолютно прав!
Данная антенна, при равном количестве элементов, более эффективна по сравнению с антенной 5/8?.""
А теперь смотрите сами:
2 по 5/8 с J согласованием, высота (габарит) антенны 3 м - усиление вдоль горизонта 3,1 дб
Альфред Крохмаль rm4hm (высота 2,5 м) - усиление в максимуме около 0 дб (тот же 1/4 штырь), но
под 40 гр к горизонту, а вдоль горизонта до МИНУС 10 дб.

Еще раз напоминаю, совет КАК СДЕЛАТЬ НОРМАЛЬНУЮ АНТЕННУ, был дан Sergi в первом же ответе.
Не обижайтесь, не пишите гневные письма в личку, не делайте антенны по "картинкам" и не морочьте ими голову себе.
Задумайтесь, почему не все кинулись делать по советам Полякова вообще без размеров, и почему и через 10 лет их
не делают ( кроме Альфреда Крохмаля и Вас)

[uve]

Tchibo , я делал такие антенны. На мой взгляд, сложность реализации связана с тем, что в моделях антенн не учитывают влияния токов кабеля питания( мачты). Поэтому реальная конструкция зачастую не имеет максимума излучения на горизонт. Если в модель заложить полную конструкцию антенны вместе с мачтой и металлической крышей( если она есть), то реальная ДН очень близка к расчётной. Я проверял.

[Tchibo]

уважаемый uve, благодарю за Ваш ответ. а как Вы это делали? в виде компьютерной модели, или в железе, или и то и другое? очень интересно было бы познакомиться с Вашими результатами. сам я изначально поверил Полякову и исходил из того, что антенна Франклина лучше антенны Баллантайна. но неудачный опыт воплощения такой антенны, неубедительные ответы на мои вопросы Крохмаля и самого Полякова, плюс дискуссия на VHFDX.RU (см. выше), где никто не смог поддержать поляковского тезиса, модели, приведенные RA6FOO - всё это заставило меня переменить точку зрения. в данной ситуации одного Вашего голословного заявления, простите, совершенно недостаточно. непонятна фраза "реальная ДН очень близка к расчётной. Я проверял". можно подумать, что Вы летали на вертолете вокруг своей антенны и измеряли ее ДН в вертикальной плоскости? можете ли Вы здесь выложить хотя бы mmana-модель антенны Франклина на 145 МГц, из которой было бы видно, как это она там излучает под малыми углами к горизонту? такой модели я пока нигде не видел.
что же касается крыши, в моем случае нет сплошного металла. есть крыша стандартной железобетонной панельной 9-этажки со стандартными лифтерскими будками. на будках стоят мачты коллективных антенн и стойки радиотрансляции. к которым крепятся мои мачты антенн. поднять антенну на высоту нескольких метров над крышей будки - не проблема. но железобетон и разные там кабеля (которых на крыше теперь немеряно), говорят, следует рассматривать как "очень плохую" землю. в отличие от сплошного металлического покрытия. кстати, у того самого Кррохмаля как раз металлическая двускатная крыша.

[uve]

На вертолёте не летал, но измерял - дело в том что я в основном делаю антенны на 2.4 ГГц и дальняя зона антенны Франклина находится в несколких метрах от неё. Для начала почитайте мой пост в этой теме http://www.lan23.ru/forum/showthread.php?t=1744

[Tchibo]

да, на 2,4 ГГц можно обойтись без вертолета :-) По ссылке Ваш пост посмотрел. ничего принципиально нового для себя не узнал. разумеется, токи в оплетке кабеля и в мачте сыграют роль в формировании ДН. это справедливо по отношению к любой антенне, не только Франклина. потому и делают балуны... однако посмотрите выше мой пост #132 там процитирован RA6FOO, который промоделировал франклинку и 5/8. причем франклинку как без кабеля, так и с кабелем. по направлению к горизонту у франклинки без кабеля получилось минус 5 дБ, а с кабелем, так и все -10 дБ. обратите внимание, даже в модели без кабеля и без мачты франклинка проигрывает. "Баллантайн против команды Франклин-Поляков-Крохмаль с разгромным счетом".
uve, если можно, расскажите подробнее, что получилось в Ваших расчетах и реальных измерениях, относительно антенны Франклина. а что касается антенны по указанной ссылке... не ах, компромиссный вариант. 1) если вводить кабель через конец диполя, неизбежно в месте ввода возникнет ненужная паразитная емкость, которая повлияет на ДН не лучшим образом 2) антенна двух диапазонов "в одном флаконе" не лучшее решение, компромисс. тут у нас люди покупают двухдиапазонные ОПЕКи, а потом жалуются, что на 430 антенна работает как надо, на 145 - кое-как. а это не любительская конструкция, там целые коллективы не самых плохих инженеров работают... 3) по поводу водопроводной трубы монстры антенного конструирования на VHFDX.RU отзываются крайне негативно. говорят, что верхний слой пластика на алюминии оказывает заметное и неконтролируемое влияние на параметры антенны. ну понятно, что такая антенна все равно будет лучше, чем штатная "резинка" или "крысиный хвостик". в зависимости от решаемых задач, можно конечно и такую применить.
.

[Tchibo]

прошу ответов по существу заданных вопросов:wacko:

[uve]

1 В измерениях получается примерно то же, что и в расчётах, если модель построена правильно( с учётом всех влияющих на ДН ВЧ токов).
2 Недавно рассчитывал антенну по геометрии двухчастотной Диамонд 22( 145 + 435 МГц ), работает она в соответствии с расчётом 4.5 дБi, а не с 6.7 дБi, как было указано в рекламном проспекте.
3 Что значит "неконтролируемое влияние" пластика? Нужно составлять модель антенны с пластиком и будет всё контролируемо.
4 Привожу свой расчёт реальной конструкции антенны Франклина, которую я проверял практически.Если первый излучатель будет длинной 0.25L, то форма ДН почти не изменится, только максимум будет не 4.8 дБi, а 4.1 дБi. А это пример одного из вариантов практической реализации http://www.lan23.ru/forum/attachment...0&d=1266053917

[Tchibo]

1) ну хорошо, получается "примерно то же", так и должно быть. но вопрос в том - что именно получается? какая антенна все-таки лучше - франклиновская или баллантайновская? и каковы расчетные и экспериментальные основания для вывода? чиста теоретиссские рассуждения Полякова в известной статье
все уже видели. дальше что? нигде франклинок до сих пор что-то не видать. никто не кинулся их делать. почему?
2) ну значит рекламщики чуток загнули. бывает. недавно промерял выходную мощность FT-757SX. по паспорту везде по 10 Вт. реально везде по 9 Вт, а на 28 МГц - 7 Вт. подумал, что ничего страшного. примерно то и есть, что обещали. небольшой завал наверху вполне понятен.
3) это вопрос не ко мне, а к противникам применения водопроводных пластиковых труб на VHFDX.RU. если желаете с ними подискутировать, могу найти там высказывания, когда меня вовсю отговаривали применять этот материал для УКВ антенн. я исследований такого рода не проводил, своего обоснованного мнения высказать не могу.
4) а это что за программа? явно не ммана... да, диаграмма получилась красивая. непонятно только. что там за такие зеленые завитушки, и откуда они взялись. расчет проведен для двух элементов, а на фото конструкция с тремя элементами. не люблю дБi так как это лукавое сравнение с тем, что не существует в природе. чтобы циферки побольше получить... нет и не может быть абсолютно изотропного излучателя. более реально и показательно сравнивать с диполем. а это значит минус 2,15 дБ. и тогда получается выигрыш в 2 дБ всего-навсего. на мой взгляд, стоит ли огород городить, настраивать фазирующие элементы ради такого небольшого выигрыша? а при неточной настройки выигрыша и вовсе не будет. вот если бы мне удалось на 145 МГц и/или на 435 МГц построить всенаправленный излучатель вертикальной поляризации, с таким усилением (за счет сжатия лепестка в вертикальной плоскости), чтобы он заменил мне хотя бы 3-4 элементную Ягу, это была бы удача. Яги я делать научился, но проблема в том, что их надо вращать, а это отдельный комплекс проблем. некоторые коллеги говорят, что для них направленная антенна на УКВ вообще неприемлема. хотят быть готовыми принять сигнал в любой момент с любого направления. покупают себе ОПЕКи и ДАЙАМОНДы все более длинные и соответственно все более дорогие. мне интереснее делать антенны самому. и вот по ходу размышлений и экспериментов наткнулся в свое время на эту тему "Франклин против Баллантайна".... прикладываю здесь два файла mmana созданные Владимиром RA6FOO. графики показаны выше, а сами файлы здесь. может быть, кто-то. кто больше меня разбирается в компьютерном моделировании антенн, найдет там какие-то огрехи, коих я не заметил, внесет коррективы, и получатся иные результаты? а пока что, если исходить из моделей RA6FOO, франклинка проигрывает антенне Баллантайна 10 дБ в варианте с кабелем и 5 дБ в варианте "с полной отсечкой" тока (оплетки). именно в том самом интересном пользователю направлении "на горизонт". на диапазоны выше 430-440 МГц лезть бы не хотелось - нет ни аппаратуры, ни желания.

[uve]

Думаю, Вы постепенно разберётесь со своими вопросами сами, по мере накопления опыта и знаний. А моё мнение такое, что сравнивать антенны Франклина и Баллантайна нет смысла, они приблизительно равноценны, у каждой есть свои плюсы и минусы. К файлам RA6FOO я отношусь скептически. Как ещё можно отнестись к модели "с полной отсечки тока" у вертикального излучателя, очевидно человек не понял, что такого не может быть, т.к. на кабеле в любом случае будут наводиться ВЧ токи и они будут влиять на формирование ДН. Вот Вы изотроп "не любите", а антенну с "полной отсечкой тока" принимаете всерьёз !?!?
И по поводу 2 дБ прибавки - это прибавка 60% мощности сигнала, почему это мало не понял.
На последок, привожу Вам объёмные ДН антенн Франклина и Баллантайна - первая имеет по горизонту на 0.5 дБ большее усиление.

[Tchibo]

Думаю, Вы постепенно разберётесь со своими вопросами сами, по мере накопления опыта и знаний.

простите, это не ответ, а какое-то лукавство. примерно так, но погрубее, ответил Поляков - у меня все работает, почему у Вас не работает, разбирайтесь сами.

А моё мнение такое, что сравнивать антенны Франклина и Баллантайна нет смысла, они приблизительно равноценны, у каждой есть свои плюсы и минусы.

чтобы говорить о приблизительной равноценности, надо как минимум иметь модели, которые показывают эту приблизительную равноценность. а еще лучше - результаты "полевых испытаний". и неплохо бы не одного автора, а нескольких. только воспроизводимый результат является достоверным результатом (да и то не всегда). кстати, мнение lipton`а иное - вслед за Поляковым он считает, что антенна Франклина лучше. только вот непонятно, на чем это основано? гипноз авторитета? да, Поляков сделал эпоху в области "прямого преобразования". но это не антенны. а в вопросе о сравнении двух типов антенн проявил, имхо, просто убийственное легкомыслие. выше я привел не только графики, но mmana-файлы моделей двух вариантов "франклинки". теперь их можно рассматривать, критиковать, корректировать. никакой альтернативы тут пока не предложено. ваши, uve, модели, сделаны в другой программе (кстати, может быть, уже скажете в какой?), самих файлов нет. тем самым результаты фактически непроверяемы и нефальсифицируемы (см. К. Поппера). и вообще мы находимся в теме "моделирование коллинеарных антенн в MMANA" а не где-то еще...

К файлам RA6FOO я отношусь скептически. Как ещё можно отнестись к модели "с полной отсечки тока" у вертикального излучателя, очевидно человек не понял, что такого не может быть, т.к. на кабеле в любом случае будут наводиться ВЧ токи и они будут влиять на формирование ДН. Вот Вы изотроп "не любите", а антенну с "полной отсечкой тока" принимаете всерьёз !?!?

изотроп тут ни при чем. сделать изотроп очень трудно, и практического применения он не имеет. с "полной отсечкой тока" ситуация несколько иная. RA6FOO фактически нам говорит - даже если бы удалось полностью погасить антенный эффект фидера, если абстрагироваться от мачты (ну допустим она неметаллическая), все равно, согласно модели, франклинка проигрывает "балалайке" аж целых 5 дБ. ну а если, как Вы говорите,

на кабеле в любом случае будут наводиться ВЧ токи

то тем более - проигрыш доходит аж до 10 дБ. ну и что Вы хотите доказать? Ваш аргумент работает против Вас же. а насчет "человек не понял" - хотите, я Вас сведу напрямую с RA6FOO, человеком, который занимается антеннами всерьез и далеко не первый год, и там уж будет видно, кто что понял, кто не понял, что может быть, а чего - быть не может?

И по поводу 2 дБ прибавки - это прибавка 60% мощности сигнала, почему это мало не понял.

ну, это только на первый взгляд кажется большим числом... если Вы реально работаете в эфире, попробуйте увеличить мощность передатчика на эти 60% а потом обнаружить и зафиксировать эту прибавку по показаниям S-метров Ваших корреспондентов. напряженность поля отнюдь не увеличится на те же 60%, а всего лишь в 1,26 раза. то ли Вы не в курсе, то ли лукавите? потому и мало, что практически почти что ничего, кроме отдельных специальных случаев. и городить для этого сложную многоэлементную антенну с фазирующими элементами, потом ее настраивать - это еще надо семь раз подумать. конечно, есть любители бороться за каждые 0.5 дБ или даже 0,1 дБ (которые не всяким прибором еще и померяешь), но это уже "ревность не по разуму", имхо.

На последок, привожу Вам объёмные ДН антенн Франклина и Баллантайна - первая имеет по горизонту на 0.5 дБ большее усиление.

в какой программе? где исходные файлы? как думаете, почему в mmane получилось одно, а у Вас в этой программе - иное? есть еще какие-то претензии к моделям от RA6FOO, кроме той про "полную отсечку", которую я выше отклонил как несостоятельную?
да, что-то конструктивного разговора пока не получается... и lipton что-то молчит, ничего не пишет....

[jass66]

В MANNA удобно сделать предварительный расчёт, а окончательно расчитывать антенну лучше в FEKO или HFSS.

[Tchibo]

jass66, ну коли у Вас опыт есть в этом, так рассчитайте! "франклинку" и "балалайку". и посмотрим, что получится. желательно ограничиться диапазонами 435 и 145 МГц.