Antena "ecranata"

[puriu]

Am conceput si am testat mai demult o antena rezonanta neconventionala de US si UUS. Denumirea "ecranata" este partial improprie, as prefera termenul "antena romaneasca".

Conform figurii A, postata mai jos, antena se compune dintr-un conductor asezat in interiorul unui ecran metalic legat la masa. Conductorul este conectat cu un capat la ecran, celalalt capat reprezentand iesirea de semnal. Conductorul intern si ecranul formeaza un circuit rezonant paralel LC, inductanta si capacitatea fiind distribuite in lungul conductorului. Circuitul rezoneaza pe lungimea de unda, teoretic, de 8 ori mai mare decat lungimea antenei. Practic, datorita constantei dielectrice a izolatiei interne, antena este ceva mai scurta, in jur de o zecime de lungime de unda.

Frecventa de rezonanta a antenei poate fi modificata, numai in jos, prin adaugarea unei inductante in serie si/sau a unei capacitati in paralel, ca in figura B. Prin "lungirea" artificiala a antenei, semnalul la iesire scade si nu este recomandabila o "lungire" exagerata. Cu un mic condensator variabil (varicap) pe iesire, poate fi acoperita o banda ingusta (CB, 10 m, 2m, etc.). La limita, se poate acoperi satisfacator banda FM sau banda aero.

Comparativ cu antena conventionala "sfert de unda", caracteristica de directivitate este la fel, tensiunea semnalului la iesire este mai mare, iar impedanta de iesire este mult mai mare, pana la zeci de kiloohmi.

Antena poate forma circuitul de intrare al unui receptor si se poate lega la grila unui tub sau FET, ori la baza unui tranzistor bipolar in conexiune c.c. Se preteaza bine ca circuit de intrare al unui receptor cu Multi-Q, cu reactie sau cu superreactie. Intrarea receptorului trebuie sa fie amplasata imediat langa iesirea antenei. Daca antena este amplasata mai departe de receptor, se va folosi un cablu coaxial adaptat printr-un repetor ca in figura C.

Antena este un circuit de intrare foarte bun. Nu se dezacorda deloc si functioneaza normal daca se tine in mana, se introduce in apa sau intr-o teava din fier. Poate fi "deghizata" intr-un element de constructie, un stalp metalic, chiar intr-un paratrasnet. Cu exceptia benzii de trecere, antena este bine ecranata pentru toate frecventele.

Intr-o postare viitoare, vin cu detalii constructive si cu un exemplu de aplicatie, pentru ca amatorii sa o poata incerca.

 

 

[Vizitator felix_c]

Foarte interesant cam totul si impedanta mai ales. Ceva detalii constructive, dupa care o voi testa.

[ndor]

Mie ceva nu imi este foarte clar acolo .

In fig. A vad reprezentata o linie de transmisie coaxiala , in scurt cu lungime de lambda/8 . Ok

Acum, impedanta caracteristica a unei linii de transmisie coaxiale este data de raportul dintre diametrul interior al conductorului exterior si diametrul exterior al conductorului interior , care are valoarea de aproximativ 2.3.

Totodata impednta de intrare a unei lini de transmisie cu lungime mult mai mica decat lambda este egala cu impedanta de la capatul liniei . Fiind in scurt , este 0 .

Deci nu inteleg de unde rezulta impedanta de intrare, banuiesc , de cativa kiloohmi !

Spui ca datorita constantei dielectrice antena este scurtata .Ok e adevarat ca se scurteaza , dar care este valoarea constantei dielectrice in cazul de fata ?

Asa cum e figurata schita dielectricul ar fi aerul cu o constanta de 1.0001 . Deci de unde provine scurtarea !

Cum ai masurat caracteristica de directivitate comparand cu un monopol in lambda/4 care nu este in scurt ca cea din imagine si care are o comportare diferita fata de cazul de aici ?

 

- In figura C ansamblul se preteaza doar pentru receptie ., iar semnalul ar trebui sa fie suficient de puternic pentru a deschide tranzistorul respectiv , avand in vedere ca e polarizat in baza doar cu nivelul de semnal din antena .

Cel putin asa vad eu lucrurile. Poate ma insel eu !!

Ar fi buna o schita cu detalii constructive , poate o putem reproduce in conditii de laborator pentru diverse masuratori .

[Vizitator]

Practic firul central este asezat in interiorul unei tevi cu rol de ecran?eu asa am inteles.

[puriu]

Aspectele teoretice le solutiei prezentate sunt mai greu de inteles. Nu este vorba de o linie coaxiala parcursa de o unda progresiva, ci de o unda stationara intr-o configuratie rezonanta in care ventrul de tensiune (pentru frecventa fundamentala) se afla la borna de iesire. De aici provin valorile mari ale tensiunii si impedantei, la fel ca si la circuitul rezonant LC paralel cu constante concentrate.

Solutia este prezentata principial, practic trebuie sa existe un distantier dielectric solid intre conductor si ecran (polietilena masiva, poroasa sau fibroasa).

In figura C tranzistorul (repetor pe emitor) este alimentat prin firul central al cablului coaxial. Desigur, este pentru receptie. Pentru emisie, antena nu se preteaza decat la puteri mici din cauza impedantei mari. Necesita tensiune mare de alimentare cu RF. Antena a fost gandita doar pentru receptie.

Pentru primele teste se poate folosi o antena simpla, dar satisfacatoare. Este confectionata dintr-o bucata de cablu coaxial TV "cinstit", cu tresa deasa din cupru, nu cu staniol. La un capat firul central se lipeste pe tresa, la celalalt capat sunt bornele de masa (tresa) si de iesire (firul central). Forma si pozitia cablului nu conteaza decat pentru studii de directivitate. Poate fi facut si colac.

Dupa ce desenez o schema de receptor cu astfel de antena, ma grabesc s-o postez.

[Vizitator felix_c]

Pentru emisie, antena nu se preteaza decat la puteri mici din cauza impedantei mari.

 

Prin inversul afirmatiei de mai sus cred ca antena asta poate fi oarecum "revolutionara". Si cred ca tocmai ptr emisie este potrivita. Acum nu sunt sigur, e pura teorie sustinuta un pic de un experiment mai vechi, de care mi-am amintit. Ramane de vazut, in curand

[puriu]

Postez mai jos schema unui receptor cu superreactie ce acopera banda FM (87 - 108 MHz), avand ca circuit de intrare antena in discutie. Receptioneaza si alte frecvente in banda FIF, de la 80 MHz in sus.

Antena este realizata din cablu coaxial TV cu lungimea activa de 32 cm. Pentru banda aero (110 - 136 MHz) antena va avea lungimea de 25 cm.

Constructia receptorului este usoara pentru cine este obisnuit cu UUS si cu superreactia. Alimentarea se poate face cu orice tensiune mai mare de 1,2V, de exemplu din sursa amplificatorului AF. Pentru probe, se pot adauga doua etaje audio si o casca si se poate alimenta totul la 1,5V.

Reactia se dozeaza din potentiometru undeva peste pragul de intrare in oscilatie, dar nu prea departe. Pentru semnale mai puternice, se poate cobori imediat sub acest prag, iar receptorul functioneaza cu reactie, auditia fiind mult mai clara.. Potentiometrul si condensatorul variabil trebuie sa permita un relaj fin si precis.

Cu acest receptor si cu un generator se pot testa tot felul de antene ecranate, dar nu sub 80 MHZ, unde trebuie alt receptor.

Ar fi interesant si un studiu comparativ. In receptorul realizat ca mai sus, se inlocuieste antena ecranata cu un circuit LC si cu o antena filara clasica. Se pot compara astfel antenele intre ele din mai multe puncte de vedere.

 

[ndor]

Parerea mea este ca deocamdata mai putin conteaza ce este sub "antena" .

Am facut un test cu analizorul sa vad ce stie sa faca antena asta . Rezultatul a fost total dezamagitor .

Deci sa descriu cum am procedat . Luat una bucata de cablu coaxial , CFD 200 , de 50 ohmi .Am zis sa fie unul mai ok si oricum din ce spui impedanta caracteristica a cablului nu ar avea nici o importanta . Mufat si taiat la o oarecare lungime . In cazul de fata la 195 mm ceea ce corespunde luind in calcul si factorul de surtare de 0.85 si un lambda/8 , la o frecventa de 163 Mhz .

Apoi am facut un monopol chior in lambda /4 calibrat tot pe 163 Mhz.

Atat monopolul cat si "antena" au fost testate doar pe receptie in CW . Nu intrebati de SWR-ul antenei pentru ca nu s-a putut determina . Bate undeva catre infinit . Cu un cuplor cu directivitate de -30 dB nu s-a putut masura . Deci aviz amatorilor care vor sa o foloseasca in emisie !!!

La receptie "antena " s-a comportat mirific ca o inchidere de 50 ohmi .Adica zero semnal pe linie !!!!

Am atasat 3 capturi de ecran.

Una cu monopolul atasat dar fara semnal din generator . Se vede ca monopolul in lambda /4 mai capteaza ceva zgomot .

Cu generatorul pornit , semnal de - 47 dBm si ultima cu antena in lambda/8 , generatorul pornit , arata un zero total .

Deci dupa parerea mea , cam ce era de demonstrat s-a demonstrat .

La generator am folosit o antena telescopica Nagoya acordata in 163 Mhz.

Prima imagine este cu monopolul in lambda/4 , a doua cu monopolul atasat dar generatorul oprit , a treia cu antena in lambda/ 8 .

 

Editat Februarie 26, 2017 de ndor

[puriu]

Nu este o antena de emisie, am mai scris si de ce, dar se poate folosi la un microemitator util (radiobaliza pentru un obiect ascuns, etc.).

Postez mai jos schema unui asemenea gadget. Consumul si puterea emisa sunt foarte mici, dar poate fi "gasit" pe o raza de 10 m cu un receptor simplu, ca cel prezentat mai sus. Puterea nu poate fi marita prin cresterea curentului de alimentare. Prin modularea curentului, se realizeaza o modulare exclusiv in frecventa. Prin comutarea intre doua valori ale curentului, se realizeaza o modulare FSK. Prin alimentarea in impulsuri scurte, se poate mari mult durata de viata a sursei de alimentare (o luna-doua cu o pila R6).

 

[ndor]

Pai nici nu am pretins ca poate fi de emisie . Nici pe departe . Dar cred ca nu ai inteles ce am postat mai sus .Poate nu am scris eu destul de romaneste , dar aia nu este antena . Poate fi orice altceva , dar mai putin antena !!!! Se vede clar din imagini .

Iar la schema aia cu tranzistorul in repetor pe emitor se poate folosi cu succes si o furculita !! O sa aibe randament mult mai bun decat chestia aia in lambda /8 .Garantat o sa mearga mai bine .

Si daca nu se poate folosi la receptie cu atat mai putin la emisie , unde SWR-ul isi spune cuvantul .

Cum poti sa o pui pe un microemitator o antena cu eficienta 0 ? Cu alte cuvinte , ca sa emiti cu cativa miliwati , ar trebui ca finalul sa debiteze cativa wati ca sa scape ceva in afara . Plus ca la un SWR aproape infinit daca mai ai si finali pe tranzistori ........!!De aia am si scris in postul de mai sus "aviz amatorilor"

[VAX]

Poate ca se comporta ca circuit rezonant cu Q ridicat (mii) si semnalul este captat de sarmele de legatura dintre tronsonul de cablu coaxial si receptor. Alta explicatie nu vad. Cine capteaza campul electromagnetic si cum ?

[Vizitator]

Cu o astfel de inventie receptionam hbo-ul pe cablu.De fapt nu e nici o inventie, e vorba de teoria liniilor inchise la un capat cu diverse lungimi sau fractiuni de lambada.Cu o bucata de cablu si un trimer facut din doua table de conserva puse in paralel pe cablu de la catv puteam sa rejectez semnalul perturbator aferent hbo-ului;fiind un circuit rezonant cu Q foarte mare inventia se comporta excelent si rejecta cu succes semnalul perturbator.Ca antena nu prea imi dau seama cum ar functiona fiind ecranata...

Editat Februarie 26, 2017 de Vizitator

[puriu]

Mai intai, tin sa mentionez ca nu-mi permit sa postez decat rezultate obtinute practic, prin masuratori, precum si schemele unor aplicatii concrete care au functionat si care, poate, mai functioneaza si in prezent.

Ma bucur ca exista si preocupari principiale. Cineva m-a intrebat ieri cum "incape" o unda stationara intr-o optime de unda, daca distanta dintre nod si ventru este de un sfert de unda.

In antena ecranata, la rezonanta, curentul RF circula pe suprafata interioara a ecranului si pe suprafata exterioara a conductorului, pe o adancime de ordinul micronului. Drumul total parcurs de curent intre borne este de un sfert de unda, deci incape.

La antena filara in sfert de unda se intampla la fel, dar curentul RF circula numai pe suprafata exterioara, pe aceeasi lungime, dar lungimea fizica a antenei este dubla. Ventrul de tensiune este in varful antenei, care nu este accesibil. Ca antena de emisie functioneaza foarte bine, deoarece la baza este ventrul de curent si se poate introduce un curent RF mare la tensiune mica, iar la varf se obtine tensiune mare. Ca antena de receptie, impedanta de iesire si tensiunea semnalului sunt mici si necesita amplificare mai mare.

La antena ecranata ventrul de tensiune este accesibil pentru receptie. Cu cat factorul de calitate al antenei este mai mare, tensiunea la iesire este mai mare, impedanta este mai mare, iar banda de trecere este mai ingusta. La o antena modesta, din cablu TV, posturile de radio din banda FM pot produce semnale de zeci de mV (in aer liber si cu iesirea antenei in gol). O vorba veche spune ca cel mai bun amplificator cu zgomot mic este antena.

O intrebare buna ar fi: cum poate un camp electromagnetic exterior sa induca o unda intr-un circuit ecranat? In realitate sunt doua antene. Exteriorul ecranului reprezinta o pseudoantena nerezonanta. Desi este legata galvanic la masa, potentialul RF variaza intre baza si varf. Aceasta pseudoantena este cuplata slab cu circuitul rezonant interior, in special in zona de varf a antenei. Daca antena se introduce intr-o teava metalica oarecare, si aceasta teava joaca rolul unei pseudoantene, iar semnalul indus este acelasi.

In calitate de antena de emisie, fenomenul se produce invers. Curentii RF pe suprafetele interioare si exterioare ale ecranului sunt independenti.

[Vizitator felix_c]

Dap, pare sa fie o explicatie plauzibila, la aparentul paradox, cum poate se poate induce semnal intr-o antena ecranata. De acord deocamdata cu explicatia si abia astept sa experimentez.

O antena asemanatoare am folosit si eu, dar la emisie. Cu o diferenta, nu am legat direct "masele" intre ele, adica exteriorul cablului si exteriorul bucatii de cablu pe post de antena, ci printr-un condensator. Daca imi amintesc bine, 33pF. Nu a fost vorba neaparat de un experiment, nici de vreun calcul, totul a fost intuitiv si in graba, pentru ca nu aveam din ce sa fac un dipol.

Stiu doar atat, ca a mers super bine, dupa care pur si simplu am uitat de genul asta de antena.

[ndor]

Credeti de vreti . Eu raman la parerea mea ca aia nu se poate numi antena.

Ala care a intrebat cum "incape" unda stationara acolo ...stia el ceva si cam avea dreptate .

Incerci sa explici ca la frecvente mari curentii se scgurg pelicular si nu in adancime pe suprafata conductorului . Asta nu are nimic de a face cu antena asta .

Ce faci ...numeri atomii si din cinci in cinci atomi consideri sfert de unda ???

Posturile de radio din FM ai vrut sa spui ca pot produce zeci de microvolti , nu milivolti . Milivolti poate obtii daca stai la cativa metri de antena de emisie !

Deci pe scurt , cu "antena" aia ai pus la masa borna de intrare , adica reprezinta un scurt in RF. Am aratat si ce se intampla cu antena cu un test pe analizor si am explicat si de ce este scurt .

 

"Exteriorul ecranului reprezinta o pseudoantena nerezonanta. Desi este legata galvanic la masa, potentialul RF variaza intre baza si varf. Aceasta pseudoantena este cuplata slab cu circuitul rezonant interior, in special in zona de varf a antenei."

 

E prima oara cand aud de pseudoantena nerezonanta !!! Si daca este legata galvanic la masa , atunci se poate considera masa ca se prelungeste pana in varful antenei .Nimic din montaj nu spune curentilor RF pana unde tine masa si unde incepe antena ! Asta ca sa ma exprim mai plastic sa inteleaga toata lumea.

Macar daca o puneai ca montaj PD1A as fi inteles .!! Ca mai este o luna pina atunci

.

@felic_c , ce ai facut acolo cu condensatorul nu este nici pe de parte la fel . Aia se poate numi un circuit LC acordat si functioneaza cu totul altfel .