Программа расчета антенн MMANA: возможности и ограничения

Какие преимущества дает использование программы MMANA для моделирования антенн. Как правильно использовать MMANA для получения точных результатов. Какие ограничения и «подводные камни» есть у этой программы.

Содержание

Основные возможности программы MMANA для расчета антенн

MMANA (Monopole and Monopole ANtenna Analysis) — это бесплатная программа для моделирования и анализа антенн, разработанная японским радиолюбителем Макото Моти. Основные возможности программы включают:

  • Моделирование различных типов антенн — от простых диполей до многоэлементных направленных антенн
  • Расчет диаграмм направленности антенн в горизонтальной и вертикальной плоскостях
  • Определение входного импеданса, КСВ и других параметров антенны
  • Оптимизация геометрии антенны для получения нужных характеристик
  • Учет влияния реальной земли на параметры антенны
  • Моделирование согласующих устройств
  • Построение графиков зависимости параметров от частоты
  • Большая библиотека готовых моделей антенн

Программа позволяет быстро смоделировать антенну и оценить ее характеристики без необходимости физического изготовления. Это экономит время и средства при разработке антенных систем.


Преимущества MMANA по сравнению с другими программами моделирования антенн

По сравнению с профессиональными программами для моделирования антенн, MMANA имеет ряд преимуществ:

  • Бесплатность и доступность для радиолюбителей
  • Простой и интуитивно понятный интерфейс
  • Низкие требования к ресурсам компьютера
  • Быстрота расчетов
  • Большая библиотека готовых моделей антенн
  • Возможность оптимизации параметров антенны
  • Удобные инструменты для анализа результатов

При этом MMANA уступает профессиональным пакетам в точности расчетов для сложных антенных систем. Однако для большинства любительских антенн точности MMANA вполне достаточно.

Основные этапы моделирования антенны в MMANA

Процесс моделирования антенны в MMANA обычно включает следующие основные этапы:

  1. Создание геометрической модели антенны путем задания координат проводников
  2. Выбор параметров среды (земля, диэлектрики)
  3. Задание источника питания антенны
  4. Выбор диапазона частот для анализа
  5. Запуск расчета основных параметров
  6. Анализ результатов (диаграммы, графики, таблицы)
  7. Оптимизация параметров антенны при необходимости
  8. Повторный расчет и анализ оптимизированной модели

Такой подход позволяет быстро оценить характеристики антенны и при необходимости внести изменения в конструкцию.


Ограничения и особенности использования MMANA

Несмотря на широкие возможности, программа MMANA имеет ряд ограничений, о которых нужно помнить при моделировании:

  • Ограниченная точность расчетов для очень сложных антенных систем
  • Некорректные результаты при моделировании антенн на очень низкой высоте над землей
  • Возможны ошибки при расчете антенн с очень толстыми проводниками
  • Ограниченные возможности моделирования диэлектриков
  • Отсутствие учета взаимного влияния близко расположенных антенн
  • Невозможность моделирования некоторых типов антенн (например, щелевых)

Для получения корректных результатов важно правильно задавать параметры модели и критически оценивать полученные результаты.

Рекомендации по корректному использованию MMANA

Чтобы получать максимально точные результаты при моделировании в MMANA, следует придерживаться следующих рекомендаций:

  • Правильно выбирать число сегментов разбиения проводников (обычно 10-20 сегментов на длину волны)
  • Не моделировать антенны на высоте менее 0.1λ над землей
  • Внимательно задавать параметры земли и диэлектриков
  • Проверять корректность задания источника питания
  • Сравнивать результаты на разных частотах диапазона
  • Критически оценивать полученные результаты
  • По возможности верифицировать результаты экспериментально

Соблюдение этих рекомендаций позволит избежать грубых ошибок при моделировании антенн в MMANA.


Сравнение результатов MMANA с экспериментальными данными

Для оценки точности моделирования в MMANA полезно сравнивать результаты расчетов с экспериментальными данными. Опыт показывает, что для большинства любительских антенн расхождение с экспериментом обычно не превышает 10-15% по основным параметрам:

  • Резонансная частота — отклонение 1-3%
  • Входное сопротивление — отклонение 5-10%
  • КСВ — отклонение 0.1-0.3
  • Коэффициент усиления — отклонение 0.5-1 дБ
  • Ширина диаграммы направленности — отклонение 5-10°

Для более точных результатов рекомендуется использовать профессиональные программы моделирования антенн на основе метода моментов.

Особенности моделирования различных типов антенн в MMANA

Разные типы антенн имеют свои особенности при моделировании в MMANA:

Проволочные антенны

Хорошо моделируются в MMANA. Важно правильно задавать число сегментов и диаметр проводника.

Вибраторные антенны

Дают достаточно точные результаты. Нужно внимательно задавать точку питания.

Многоэлементные директорные антенны

Моделируются с приемлемой точностью. Важно учитывать взаимное влияние элементов.


Рамочные антенны

Требуют тщательного задания геометрии. Могут быть проблемы с моделированием на низких частотах.

Антенны с распределенными параметрами

Ограниченные возможности моделирования. Рекомендуется использовать специализированные программы.

Антенны над реальной землей

Важно правильно задавать параметры земли. Некорректные результаты на малых высотах.

Понимание особенностей моделирования разных типов антенн позволяет правильно интерпретировать полученные результаты.

Оптимизация параметров антенн с помощью MMANA

MMANA предоставляет удобные инструменты для оптимизации параметров антенн:

  • Оптимизация геометрических размеров элементов антенны
  • Подбор оптимальной высоты подвеса антенны
  • Оптимизация расположения точки питания
  • Подбор параметров согласующих устройств
  • Многопараметрическая оптимизация

Это позволяет быстро получить антенну с требуемыми характеристиками. Однако нужно помнить, что оптимизированная в MMANA модель может отличаться от реальной антенны из-за неучтенных факторов.


Использование MMANA для разработки согласующих устройств

MMANA позволяет моделировать различные типы согласующих устройств:

  • L-согласование
  • П-согласование
  • Т-согласование
  • Gamma-согласование
  • Delta-согласование

Программа рассчитывает параметры элементов согласующих устройств для получения минимального КСВ. Это упрощает разработку систем согласования для антенн.

Анализ влияния окружающих объектов на параметры антенны

MMANA позволяет учитывать влияние окружающих объектов на характеристики антенны:

  • Моделирование антенн над реальной землей
  • Учет влияния металлических конструкций
  • Анализ взаимного влияния близко расположенных антенн
  • Моделирование экранов и рефлекторов

Это дает возможность оценить реальные характеристики антенны в условиях ее размещения. Однако точность такого моделирования ограничена, особенно для сложных конфигураций.

Заключение

Программа MMANA является мощным и удобным инструментом для моделирования антенн радиолюбителями. Она позволяет быстро оценить характеристики антенны и оптимизировать ее параметры. При этом важно помнить об ограничениях программы и правильно интерпретировать полученные результаты. Для получения максимально точных результатов рекомендуется сочетать моделирование в MMANA с экспериментальной проверкой характеристик реальных антенн.



Бесплатная программа для расчёта антенн

Вы здесь:

Главная » Все записи » Бесплатная программа для расчёта антенн

Добавил: Анатолий,Дата: 14 Фев 2014

Рубрика: [ Все записи, Радиолюбителям ]

Бесплатная программа (freeware) моделирования антенн MMANA

Хорошая антенна — это главный фактор хорошего приёма! Будь то радиостанция, сотовый телефон, приёмник, автомагнитола или телевизор. Правильно рассчитать размеры антенны довольно сложный процесс. Нужны чертежи, размеры, формулы…

Но с помощью бесплатной программы MMANA, не уступающей, а кое в чем и превосходящей их профессиональ­ные аналоги можно смоделировать какую нам нужно антенну, увидеть её диаграмму направленности, а также можно посмотреть, как она будет работать в качестве антенны, и получить все её харак­теристики. Более того, можно исследовать антенну, изме­няя её параметры, оптимизировать под конкретные условия и требования. Ведь на реальной антенне многие параметры измерить либо очень трудно, либо практически невозможно. Исследование же компьютерной модели позволяет получить все мыслимые характеристики антенны.

С помощью программы MMANA можно:
  • Рассматривать множество разных видов антенны.
  • Создавать и редактировать описания антенны как зада­нием координат, так и мышкой.
  • Рассчитывать диаграммы направленности (ДН) антенн.
  • Сравнивать результаты моделирования нескольких разных антенн.
  • Трансформировать различные типы антенн («волновой канал» в «квадраты» и т.п.
  • Просчитывать и редактировать описание каждого провода антенны, состоящие из нескольких, разных диаметров.
  • Использовать удобное меню создания многоэтажных антенн — стеков, причем в качестве элемента стека можно использовать любую существующую или созданную вами антенну.
  • Автоматически рассчитывать несколько типов согла­сующих устройств (СУ), включая и выключая их при построении графиков.
  • Рассчитывать катушки, контура, индуктив­ности и емкости, выполненные из отрезков коаксиаль­ного кабеля.

 Системные требования
  • ОС -Win95 или выше 
  • Процессор 486DX25 и выше
  • ОЗУ не менее 8 Мб
  • разрешением монитора 800 х 600.
Установка программы MANNA

Для установки просто разархивируйте файл mmanarus.zip в директорию MMANA. Ее надо создать самостоятельно средствами Windows на жестком диске.

Программа не создает ярлыка на рабочем столе, но при желании его можно сделать самостоя­тельно стандартной процедурой Windows.

Метки: [ soft free, радиопрограммы ]


ПОДЕЛИТЕСЬ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ:

П О П У Л Я Р Н О Е:
  • Бесплатный безопасный детский браузер Gogul
  • Если Вы хотите обезопасить своего ребенка от сомнительных сайтов, которых полно в Интернете. Если Вы хотите ограничить время прибывания ребенка за компьютером, то эта программа и дополнение к ней для Вас!

    Бесплатный браузер, предназначенный специально для детей — Gogul, ограждающий Вашего ребёнка от сомнительных интернет-сайтов! Подробнее…

  • Программируем МК AVR. Бесплатная программа AVRDUDE_PROG
  • Программа AVRDUDE_PROG — GUI avrdude, является обновлённой версией USBASP_AVRDUDE_PROG.

    Предназначена для программирования МК AVR. Совместима с Windows2000, Windows ХР, Windows Vista, Windows7(Seven). Добавлены распространённые программаторы и дополнительный функционал. Интуитивно понятный интерфейс. Возможность выбора инверсных (PonyProg) и прямых (UniProf) Fuses битов, самостоятельное добавление контроллеров и программаторов поддерживаемых AVRDUDE.

    Подробнее…

  • Программа «verfoxICQ» — для разговора с компьютером
  • Вам не с кем поговорить? Поговорите со своим компьютером! Узнайте о чём он думает и мечтает… Подробнее…

Популярность: 18 512 просм.

Вы можете следить за комментариями к этой записи через RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий:.


— НАВИГАТОР —

Russian HamRadio — Ошибки и “глюки” МаМаНи.

Публикация на страницах других сайтов только с разрешения автора статьи.

Приглашение к разговору.

Пусть не обижаются на столь резкий заголовок сторонники программы, ибо программа расчета антенн, как и любой другой инструмент, должна быть точна, по крайней мере, должна обеспечивать точность расчетов, удовлетворяющую пользователя, независимо от того, профессионал он или любитель. 

Мне часто приходилось слышать лестные отзывы о программе, от автора и от попробовавших рассчитать антенны с ее помощью. Слышал и отзывы тех, кто проверял с помощью этой программы параметры уже построенных антенн. Скажу сразу: много лестных и также много нелестных отзывов.

Отзывы отзывами, но субъективное мнение допустимо высказывать только об интерфейсе программы, который, по моему мнению, намного удобнее интерфейсов даже профессиональных и полупрофессиональных программ. Когда же речь идет об инструменте, каковым является  программа

MMANA, необходимо отбросить эмоции и обратить внимание на точность математических расчетов. Программа не может считать хуже или лучше, программа должна считать точно. Картинка  картинкой, а постройка реальной антенны всегда сопряжена с немалыми материальными затратами и если в расчетах будут допущены серьезные  ошибки, неизбежно возникнут материальные потери и недоверие к инструменту расчета.

Во первых, сразу отброшу отрицательные эмоции, возникавшие  в некоторые моменты работы с программой и умолчу о сказанном в ее адрес, когда программа “совершенно правильно” рассчитывала входное сопротивление и коэффициент усиления на отрицательных значениях частот, или когда например, появлялось отрицательное значение входного сопротивления. Может быть по недосмотру авторов, может по какой другой причине такая некорректность имеет место в некоторых случаях. Ясно, что такого быть в правильной программе не может и с математикой здесь явно не все в порядке.

Во вторых, не стану слишком сильно заглубляться в программу, анализируя резкие и непонятные скачки реактивной составляющей входного сопротивления при весьма незначительных изменениях геометрии антенн, ибо большая часть радиолюбителей все равно никогда не сможет проверить это на практике, хотя и знает

, что такого тоже в правильной программе не может быть.

В третьих, постараюсь обратить внимание на странное поведение программы при использовании файлов из библиотеки MMANA, поскольку  так легче проверить выводы моих экспериментов.

В четвертых, все же выскажу мнение, что библиотека файлов имеет антенны, которые явно не соответствуют своим названиям, например,

izotrop.maa. На самом деле эта антенна не является изотропным излучателем,  такового не существует в природе и название только вводит в заблуждение неискушенных пользователей.

Ну а теперь факты.

Поводом для тщательного анализа программы послужила попытка расчета антенны Бевереджа для диапазона 137 кГц. Полученный результат поразил воображение: Провод размером в длину волны на двухметровой высоте имел усиление 27 dBi , достижимое только в сантиметровом диапазоне с  помощью параболических антенн.

Не менее ошеломительный результат (усиление более 40 dBi на частоте 1,910 мГц ) имеет антенна

beverage200.maa при уменьшении высоты подвеса до 0,3 метра. Эксперименты с сегментацией позволили найти “критическую точку”: при увеличении количества сегментов от 1 до 145  усиление антенны падало с 40 dBi  до 12,8 dBi при 145 сегментах . А при разбиении провода на 146 сегментов – всего минус 1,61 dBi, и дальнейшее увеличение количества сегментов практически не изменяло усиление. Геометрия антенны и “среда ее обитания” при этом абсолютно не изменялась. Самое интересное было то, что программа “обращала внимание”  не столько на заданную частоту в пределах 1,8 – 28 мГц, сколько на количество сегментов. Критическая точка для этой высоты подвеса находилась между 145 и 146 сегментами независимо от диапазона частот. При увеличении высоты антенны до 0.5 метра критическая точка стала проявляться уже при разбиении на 87 и 88 сегментов. В принципе, математически корректная программа не может допускать столь резкий скачок, если в ней не введены условности или не вкралась ошибка. Сообщив об этом автору русского перевода, И.Гончаренко, получил ответ: “Минимальная длина сегмента должна быть не более расстояния Бевереджа от земли. Все претензии по этому поводу к янкам, которые заложили такое ограничение во все до единого NEC-и” . Все ясно. При проверке это подтвердилось. Увеличение количества сегментов с 88 до 1000 не сказалось ни на составляющих входного сопротивления, ни на усилении, ни на диаграмме направленности. Хорошо хоть так.

В процессе работы с программой удалось выяснить, что явные ошибки проявляются при длине сегмента большей, чем 4,5  высоты подвеса антенны.   В большинстве случаев  соотношение длины сегмента к высоте подвеса, при котором появляются ошибки  —  4,59. Скорее всего, это какая — то  константа в алгоритме расчета.

Следующим непонятным поведением программы стало увеличение коэффициента усиления диполя при уменьшении высоты подвеса. Была проверена антенна

dipol160.maa в диапазоне высот подвеса от 5 до 20 метров над реальной землей с очень плохими характеристиками. Вполне реальные условия для радиолюбительских антенн, бывает и ниже и хуже. Чтобы сразу избежать ошибок, плечи диполя были разбиты на 100 сегментов каждый. Геометрия антенны не изменялась.

Вот результаты расчетов.

Высота подвеса, м

          5

        10

        15

      20

Усиление диполя, dBi

      13,86

      10,52

      9,06

     8,16

Получилось, что на высоте 5 метров диполь на диапазон 160 метров имеет усиление 11,7 dB относительно того же диполя, висящего в свободном пространстве. Абсурд. Над идеальной землей изменение усиления антенны незначительно. В условиях свободного пространства программа работает почти идеально.

Похожие результаты получены и при исследовании других диполей на других диапазонах. По проведенным расчетам стало ясно, что программа дает более-менее приемлемые результаты (не противоречащие теории антенн) на высотах подвеса антенн не менее  длины волны над реальной землей.

Причина такой работы программы скорее всего в том, что алгоритм расчета не учитывает изменение закона распределения тока в вибраторе при сильном взаимном влиянии между вибратором и его зеркальным отображением для условий реальной земли. Об этой особенности при расчете антенн  можно прочесть в книге “Антенны” Г.З. Айзенберга. (изд. Радио и связь, 1985 год)

“Не дружит”  программа с высотой и в случае хороших направленных антенн, хотя здесь, чтобы сбить ее с толку, уже пришлось идти на явную провокацию. Например, антенна

5el20. maa на высоте 20 метров над той же реальной землей имела усиление 14,27 dBi (фантастическое усиление для длины траверсы равной 0,6 длины волны),  на высоте 10 метров – 12,45 dBi , а на высоте всего 0,5 метра уже 16,1 dBi. Не помогла разбивка элементов на множество сегментов. При расчете направленных антенн с меньшим количеством элементов некорректное поведение программы начинается на больших высотах. Например, у антенны 2el20.maa усиление снижается одновременно с уменьшением высоты до 2, 5 метров, а при еще большем уменьшении высоты начинает возрастать, достигая 30 dBi на высоте всего 10 см от земли. Влияние высоты подвеса на точность расчетов  уменьшается по мере увеличения числа элементов. И здесь подтверждаются выводы эксперимента с диполями, поскольку по мере увеличения количества элементов их взаимное влияние на закон распределения тока оказывается значительно большим, чем взаимное влияние между вибратором и его зеркальным отображением.

Это только основные  нюансы некорректной работы  программы, которые  попались мне на глаза. Справедливости ради, надо заметить, что и другие программы, использующие этот же алгоритм, такие как NEC3WIN, NEC4WIN, EZNEC, YAGIOPTIMIZER имеют свои “глюки”  и ошибки.

Но поскольку так сложилось, что MMANA стала самой раскрученной среди русскоязычных  радиолюбителей в силу своей  “халявности” и благодаря поддержке со стороны журнала “Радио”, то неплохо было бы собрать воедино замеченные ошибки и ограничения. Надеюсь, это поможет избежать “дров” конструкторам антенн в будущем. Иначе, придется потом вспоминать, что бесплатный сыр бывает только в мышеловке.

С уважением!

Н. Филенко (UA9XBI)

Калькулятор

Slim Jim and J Pole — M0UKD — Блог радиолюбителя

Калькулятор антенн Slim Jim / J Pole.

Частота МГц
Коэффициент скорости (см. текст*) вф
Фактическая длина волны метров
Длина волны с учетом коэффициента скорости метров
A. Общая длина (λ*0,75)*vf (плюс зазор для Slim Jim) см (J-полюс)
см (Слим Джим)
B. Секция полуволнового излучателя (λ/2)*vf см
C. Секция четвертьволнового согласования (λ/4)*vf см
D. Точка питания 50 Ом. Отрегулируйте КСВ 1:1. (λ/40)*vf см
E. Зазор (λ/100) см
F. Расстояние — не критично см

Прежде чем мы начнем, будьте готовы к экспериментам! Калькулятор поможет вам приблизиться (или определить, если вам повезет), но есть так много переменных. Вы можете использовать анализатор антенн, чтобы легко определить, слишком ли вы длинны или коротки. Настройку можно выполнить, отрегулировав длину шлейфа 1/4 волны и положение точки подачи. Чтобы поднять резонансную частоту, укоротите шлейф на 1/4 волны. Чтобы понизить резонансную частоту, удлините шлейф на 1/4 волны. Полоса пропускания намного уже, чем у диполя с центральным питанием, из-за настроенной согласующей секции, что делает сборку антенны более важной. Настройку следует проводить на открытом воздухе и вдали от земли или, если возможно, в окончательном монтажном положении. Хорошо, теперь это не так, давайте продолжим…

С помощью этого калькулятора можно спроектировать антенну Slim Jim или J Pole. Slim Jim, разработанный покойным Фредом Джаддом, G2BCX, может быть отличной портативной «свернутой» антенной, если она сделана из 300- или 450-омной лестничной линии/двойного фидера. Добавьте петлю из веревки сверху и повесьте ее на ветку дерева, используйте ее с портативным трансивером, затем сверните ее и положите в карман, когда закончите! Slim Jim для 2 м (145 МГц) будет иметь длину 1,5 метра, а 70 см (433 МГц) будет 0,5 метра. В качестве альтернативы для стационарной установки хорошим выбором будет медная трубка или алюминиевая J-образная опора. У меня были хорошие результаты с обоими, но я регулярно использую сбалансированную кормушку Slim Jim, установленную на 9м стеклопластикового столба, как видно на фото внизу страницы.

Рекомендуется использовать дроссель в точке подачи. Трех витков (для 145 МГц) коаксиального кабеля вокруг 40-миллиметрового каркаса (труба из ПВХ и т. д.) или обмотанного лентой и свободно подвешенного достаточно. Пять витков диаметром 6 см для 70 МГц. Я также использовал зажим на феррите или два для УКВ. Как и в случае с любой антенной со сбалансированным питанием, это поможет предотвратить излучение оплётки коаксиального кабеля и его превращение в часть антенны, что, следовательно, повлияет на КСВ и рабочие характеристики. Вы можете проверить эффективность дросселя, прикоснувшись к коаксиальному кабелю под дросселем, и если КСВ значительно изменится, ваш дроссель неисправен.

Расстояние между элементами я показал как 45 мм на 2 метра. Это не критично. Это окажет некоторое влияние на то, где находится точка питания 50 Ом, но я уверен, что вы ее найдете! Критические длины — это B, C и E, затем отрегулируйте точку подачи, чтобы найти идеальное соответствие. Игнорируйте B и E, если строите «J-полюс». Все размеры должны находиться между ближайшим металлом к ​​металлу (внутри), а не между центрами. КСВ 1,0:1 будет возможен, когда антенна работает идеально. Если вы не можете сделать это идеально, возможно, необходимо отрегулировать длину элементов или дроссель не подходит. Просто помните, что при регулировке элементов 1 см короче точки «С» будет равно 3 см короче точки «А»!

*Velocity Factor: Я добавил возможность выбора Velocity Factor вашего проводника. По умолчанию установлено значение 0,96, что соответствует голой меди или голому алюминию. Если вы используете симметричный фидер, такой как 300 Ом или 450 Ом, отрегулируйте его до 0,9 (или установите в соответствии со спецификацией производителя кабеля, если она доступна). Диаметр элементов также немного повлияет на длину.

Точка подачи 50 Ом: Точка подачи 50 Ом является отправной точкой и должна регулироваться вверх и вниз, пока вы не получите КСВ 1,0:1 (или как можно ближе) для вашей антенны. Вы даже можете использовать коаксиальный балун 4:1 и подать его выше согласующей секции. Если вы не можете найти точку 1:1, элементы либо слишком длинные, либо слишком короткие. Тут на помощь приходит анализатор. Настройку можно выполнить, отрегулировав длину 1/4-волнового шлейфа «C».

Я сделал один на 4 м (70 МГц) длиной 3 метра. Секцию четвертьволнового согласования можно сделать горизонтальной, а секцию полуволнового излучателя — вертикальной, под углом 90° к ней, если пространство ограничено, хотя это незначительно повлияет на диаграмму направленности. Просто помните, что вся антенна должна быть в чистоте, вдали от каких-либо объектов, особенно токопроводящих!

Итак, как эта штука работает?

Slim Jim, похожий на J-pole, на самом деле представляет собой полуволновой диполь с торцевым питанием, в случае Slim Jim — свернутый диполь с торцевым питанием. Как и во всех свернутых диполях, токи в каждом плече находятся в фазе, но в согласующем шлейфе они противофазны, поэтому излучение из согласующей секции практически отсутствует. Вы можете подумать, как можно говорить, что это диполь, если это всего лишь один элемент? Что ж, вопреки распространенному мнению, диполь назван так потому, что у него два электрических полюса, а не два физических полюса. Разве это не ди-элемент!? Точно так же, как у магнита есть два магнитных полюса, северный и южный, у нас есть два электрических полюса, положительный и отрицательный. Будучи полуволной, на концах всегда есть два противоположных полюса в каждом полупериоде. Любая полуволновая антенна на самом деле является диполем.

Чтобы объяснить это, я нарисовал выше, что происходит с напряжением на полуволновом элементе в течение одного цикла. Вы можете видеть, что есть 2 полюса, один положительный и один отрицательный на каждом полупериоде. Следовательно, «диполь». Поскольку это полуволновой элемент, волна противоположна на каждом конце. В отличие от примера с полной волной справа, где волна соединится, если вы представите, что поместите ее поверх самой себя.

Надеюсь, это объясняет некоторые вещи и показывает, что Slim Jim на самом деле является полуволновым диполем. Диполь обычно питается от центра, где импеданс составляет около 70 Ом. Это обеспечивает разумное согласование с коаксиальным кабелем 50 Ом, и поэтому так широко используется диполь с центральным питанием. Диполь может питаться в любом месте вдоль его излучателя, например, ветровая обмотка «не по центру» питается в точке 200 Ом, а полуволна, питаемая с конца, дает очень высокий импеданс, примерно до 5000 Ом.

Итак, мы питаем эту полуволновую антенну от точки с высоким сопротивлением, которое необходимо согласовать с 50 Ом коаксиальный кабель, и именно здесь вступает в действие четвертьволновая секция согласования J Integrated Matching (JIM) (λ / 4). С Slim Jim у вас есть возможность выбрать именно то сопротивление, которое вы хотите, обычно 50 Ом. С диполем с центральным питанием у вас есть импеданс около 70 Ом.

Согласующая секция представляет собой просто согласующую секцию и не излучает значительно. «Равные», но противоположные токи можно увидеть в приведенной выше модели EZNEC полюса J, однако, поскольку один конец согласующей секции не подключен, он будет иметь бесконечное полное сопротивление. Другой конец согласующей секции подключен к нашему излучателю, и хотя это точка с высоким импедансом, но она не бесконечна, поэтому некоторое слабое излучение согласующей секции неизбежно. Чем совершеннее работает антенна, тем меньше это будет проблемой, поскольку мы будем иметь максимально возможный импеданс в основании излучающей секции λ/2, если это идеальная полуволна.

Точка 50 Ом может быть найдена после того, как вы изготовите антенну с правильными размерами. Разместите антенну на открытом воздухе, затем немного перемещайте точку питания вверх и вниз, и когда КСВ будет 1:1, зафиксируйте их там. Пример того, как могут выглядеть различные точки импеданса, показан на изображении слева. Калькулятор выше даст вам хорошую отправную точку, хотя расстояние между элементами, фактор скорости и другие различия будут влиять на то, где это на самом деле.

Slim Jim против J Pole

В Интернете ходит много слухов, утверждающих, что Slim Jim лучше, чем J Pole. Моделирование (и здравый смысл) подсказывает, что они практически идентичны. John Huggins KX40 освещает этот вопрос на этой странице. Вполне вероятно, что любые тесты в реальных условиях, показывающие, что Slim Jim имеет лучшее усиление при малых углах, чем J-образная веха, связаны с (иногда) неправильным способом, которым люди склонны устанавливать J-веху, заземляя основание на мачте или не заглушая ее. фидпон, в отличие от Slim Jim, который обычно монтируется свободно. Я строю свои антенны J Pole как J и монтирую их изолированно от любой мачты.


Вот работающий 4-метровый Slim Jim, собранный из 450-омного фидера с цельным сердечником. Я построил два из них, и они должны быть легко воспроизводимы и работать «прямо из коробки»!


Нажмите на изображение для увеличения.


Dave M0TAZ использует фидер Slim Jim 450 Ом на частоте 70 МГц.


Ниже показан J-образный шест, который я построил для 70 см. КСВ

Надеюсь, это помогло вам. Если вы решите построить что-то из этого, я хотел бы знать, что вы думаете об этом и как у вас дела. Пожалуйста, оставьте комментарий! Спасибо, 73 Джон.

Программное обеспечение AC6LA

Программное обеспечение AC6LA

     Программное обеспечение для моделирования антенн

и

 Другие служебные программы

по

Дэн Магуайр, AC6LA


AutoEZ — автоматизированное использование EZNEC

AutoEZ работает совместно с программой моделирования антенн EZNEC и позволяет использовать переменные для управления различными аспектами модели. Затем вы можете запустить несколько тестовых случаев EZNEC, в то время как AutoEZ автоматически изменяет одну или несколько переменных между запусками. AutoEZ может в полной мере использовать все функции EZNEC v. 5.0, v. 6.0 и v. 7.0, такие как виртуальные провода, реалистичные линии передачи с потерями, трансформаторы, L-сети (которые можно комбинировать для формирования T- и Pi-сетей). и параллельно подключенных нагрузок.

Ищете модели SteppIR Yagi ? Щелкните значок или щелкните здесь.



Zplots — графические данные об импедансе
Zplots использует возможности Excel для построения графиков данных об импедансе, полученных из различных источников, включая анализатор антенн W5BIG AIM4170, векторный анализатор цепей N2PK и несколько различных программ моделирования антенн.


TLDetails — Программа линий электропередач с анимированными диаграммами
Поэкспериментируйте с линиями передачи. Наблюдайте за изменением точек импеданса на диаграмме Смита, когда вы быстро меняете входные параметры с помощью кнопок прокрутки. Постройте согласованные потери в линии в зависимости от частоты.


XLGTa — усиление/температура антенны и другие 3D-метрики
Рабочая книга Excel (XL) для расчета коэффициента усиления антенны/температуры (G/Ta), среднего усиления, направленности и других показателей с использованием данных трехмерных шаблонов из EZNEC, AutoEZ, 4nec2, AM или MMANA-GAL.


«Дополнительный убыток из-за SWR» не просто так в кавычках
Онлайн-калькуляторы потерь в коаксиальных кабелях, использующие КСВ в качестве одного из входных параметров, безусловно, удобны, но можно ли доверять их результатам? Альтернативные инструменты, которые являются гораздо более точными, легко доступны.


Математика линии передачи
Две небольшие рабочие тетради с различными формулами, которые используются при работе с линиями электропередачи. На самом деле ничего общего с Альбертом Эйнштейном.


Feed2EL — Системы облучателей для двухэлементной ФАР
Рабочая книга Excel для помощи в разработке системы подачи для типичной двухэлементной фазированной решетки.


Дистанционное управление для AIM и VNWA
Две рабочие книги, которые обеспечивают связь удаленного управления между Zplots и устройством W5BIG AIM или устройством DG8SAQ VNWA соответственно. Ни одна из них не отключит раздражающие телевизионные рекламные ролики.


MoxGen — Генератор прямоугольников Moxon
Л. Б. Чебик, W4RNL, разработал алгоритм расчета размеров прямоугольной антенны Moxon. Он попросил меня написать эту небольшую программу, включающую его работу, и я был счастлив услужить.


Спидометры, термометры, КСВ-метры и диаграммы Смита
Вы когда-нибудь задумывались, что общего между этими четырьмя вещами? Нет, из конечно нет, я тоже! Но, может быть, ты есть интересно, почему кузнец на графике такие странные линии сетки. Хотите верьте, хотите нет, но есть логический переход от спидометров к диаграммам Смита, который сделает кристально чистая сетка Смита.


Проверка на вирусы в Excel
Обеспокоены или смущены загрузкой книги Excel, которая может содержать вирус? Это краткое объяснение может помочь.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *