Сложение сигналов антенн

 FREE & OPEN UKRAINIAN   HAM   RADIO  BANNERS NET

 
QRZ.RU Callbook:
  
IK3QAR QSL Manager
 
QRZ.COM callsign lookup:
   

 Я уже много рассказал здесь о том, как можно услышать спутники, как можно сделать антенну специально для этого, и, конечно, тут же рассказал, что нет пределов фантазии человеческой в части приспособлений для улучшения уровня сигналов принимаемых со спутников.  Тут на сайте, в разделе «Азы космического радио» я описывал не одну конструкцию хитроумных антенн, улучшающих качество приёма. Однако, если вы посещаете и другие сайты этой тематики, то наверняка видели огромные антенные системы, где антенны объединены в ряды и по горизонтали и по вертикали….

Делается это с целью сложения очень слабых электрических сигналов со многих одиночных антенн на один кабель, который и подключен к нашему приёмнику. Но просто так соединить кабеля не получится. Сигналы нужно складывать так, чтобы они при сложении усиливались, а не ослабевали, то есть складывать их синфазно. Синфазно – это значит, что колебания (максимумы и минимумы) должны совпадать во времени, по фазе. Вот тут и начинаются проблемы. А как складывать их, сигналы, если их максимумы и минимумы не совпадают?  Если длины волн у них разные? Ответ один – никак.  Поэтому главная проблема при сложении сигналов с нескольких антенн – разбежность частот сигналов. Или попросту говоря складывать можно только сигналы близкие по частоте. Для нас, радиолюбителей означает, что только на одном диапазоне. Это первое. Второе, не менее важное правило, которое нужно помнить: антенны должны находится на определённом расстоянии одна от другой, чтобы получить совмещение синусоид радиоволн. Вот таблица, в которой показано какое максимальное усиление можно получить, если располагать антенны на определённом расстоянии одна от другой (в данном случае для диапазона 2 метра) coax transform1 Из таблицы видно, что максимальное усиление может достигать почти 2,5 дБ, но  этот максимум совсем не на расстоянии в одну длину волны, а около 0,6 длинны волны. Или 5/8.  (обратите внимание на то что расстояние в дюймах, лень было перерисовывать картинку, она из QST : - ) Это связано с тем, что сигналы в точку сложения попадают, пройдя еще и кабель. Или кабели. И вот тут мы точно увидим, что дело это не простое. Мы уже точно знаем, что очень важно, чтобы волновое (комплексное) сопротивление антенн было равным волновому сопротивлению линии передачи до приёмника (передатчика). Только в этом случае приём будет наилучшим. А в случае суммирования сигналов, аналогично закону Ома, общее сопротивление, например двух антенн, будет в два раза меньше.  А величина волнового сопротивления кабеля снижения к приёмнику остаётся прежней – 50 ом. Совершенно очевидно, что надо применять специальные меры, чтобы сложить сигналы на одну нагрузку – кабель снижения.  Но наука эту проблему давно решила. Есть достаточно сложные способы, а есть попроще, но от этого не менее эффективные. Начнём, конечно, с простого: соединим две антенны. Предположим у нас есть две антенны. Пусть это будут две простые коллинеарные антенны. Хотя с точки зрения объединения антенн важны только их сопротивления. Это почти всегда 50 Ом. Точно так же можно объединить любые другие антенны, лишь бы они были одинакового сопротивления и расположены на нужном расстоянии одна от другой.  Например, мы хотим иметь максимальный сигнал в направлении областного репитера. Располагаем две антенны в одну линию, направленную на репитер, отмеряем расстояние между ними равное 0,6 длинны волны, в нашем случае это 1240 мм, и, очень важно, отмеряем два совершенно одинаковых отрезка 50-ти Омного кабеля, позволяющие свести их концы в одном месте. То есть немного больше чем половина расстояния между антеннами. Если мы сможем найти T-образные тройники – хорошо. Если нет, не беда. Кабели просто распаиваются и заливаются каким-либо компаундом, можно даже обыкновенным герметиком.  Далее существует два способа. Первый – соединить оба кабеля между собой и применить трансформатор сопротивлений из двух параллельно распаянных отрезков 75-ти Омного кабеля длинной в четверть волны на рабочей частоте.  Это 515 мм, но не забываем про коэффициент укорочения (для стандартного RG-59 К=0,66) и получаем величину в 340 мм.  Рисунок А coax transform a Это – низкоомный вариант. Особенности: несколько меньший коэффициент усиления системы, но вместе с тем меньшее количество помех (и шума). Второй вариант – трансформация в сторону увеличения волнового сопротивления и последующего его преобразования к 50-ти Омному сопротивлению кабеля снижения. Четвертьволновой отрезок  75-омного кабеля включенный после отрезка кабеля в 50 Ом трансформирует волновое сопротивление в 110 Ом. Соединяя два таких сопротивления паралельно снова получаем 50  Ом.  Рисунок B. В данном случае особенности противоположного значения, и, несколько более выгодная конфигурация – тройник только один. И его можно заменить обычной пайкой. :-)  Не забудьте, что длины 50-ти омных отрезков от антенн должны быть одинаковыми.  А если мы по прежнему хотим сохранить круговую диаграмму направленности? Нет ничего проще: разносим антенны на
coax transform bПридётся выбрать  другие антенны. Например, уже описанные выше квадрифилярные. Но, на самом деле эти антенны можно (и нужно) суммировать в систему 2+2 х 2+2. Это значит две вертикально фазированные антенны плюс две такие же, но фазировать будем уже 2 по 2 и  горизонтально.  Дело в том, что спутники, по крайней мере те, что интересны нам, всегда летают под углом к экватору. То есть диаграмма направленности нашей спутниковой системы антенн вытянутая вдоль экватора более предпочтительная. А как  соединить в один два 50-ти Омных кабеля с сигналами мы уже знаем.

Принцип закона Ома можно использовать и далее. Например очень удобно складывать сигналы с полуволновых петлевых вибраторов.  Сопротивление каждого равно 292 Ома. Почти 300 Ом. Если просто поделить его на 6, то получим величину очень близкую к волновому сопротивлению кабеля - 48,666(6).  При этом КСВ составит 1,03, что нас вполне устраивает.  Для простого объединения шести полуволновых вибраторов в одну антенну их следует соединить 50-ти омными отрезками равной длинны кратными полуволне. То есть, если описывать это языком науки длинна равно 2N+1, где N - динна полуволны на рабочей частоте.  Дело в том, что менно такой длинны отрезок точно передаёт сопротивление с одной стороны на другую.
petvibrВсе кабели соединяются в одной точке и туда же припаивается кабель снижения. Конечно, лучше использовать какое-нибудь коммутирующее устройство. Например коробку антенного разветвителя. Или самодельную конструкцию,  дающую механическую прочность и защиту от попадания влаги.  Ну и, уж коли разговор зашёл о практической конструкции, следует помнить, что вибраторы крайне желательно симметрировать. Например так, как показано на рисунке. Точка Б - точка нулевого потенциала, возможное место крепления вибратора к несущей кострукции, мачте, например. Но если мачта металлическая, то вибраторы следует располагать на расстоянии от мачты не ближе чем четверть волны. Иначе резонанс вибраторов сильно сместится вверх - возможно даже на несколько мегагерц.

Существует способ сложения сигналов от антенн не на коаксиальных отрезках, тоесть широкополосный. На ШПТ(л). Но это другая статья, хоть и по теме :-)
Теперь мы вооружены познаниями для того чтобы попробовать улучшить параметры своего радиоцентра. :-)

You have no rights to post comments Недостаточно прав для комментирования

А еще можно почитать вот это:

  • Шарм Космоса

    Поковыряв в саду с утра червячков для рыбалки устал :-) Взгляд как то сам по себе обратился к небу. А там облака :-( но для вооружённого глаза и когда там облаков нет интересно. На МКС сегодня вообще аншлаг.  Впервые слышу там Турцию :-) Народ даже BBSку читает:

    Fm HG8GL-4 To APRS Via RS0ISS* [10:51:12]

    Hello ISS RST 599 from Hungary 

    Fm TA1BM To CQ Via RS0ISS* [10:51:17]

    =4059.78N/02855.53E-   FROM ISTANBUL OP:ISMAIL

    Fm UR4QS To CQ Via RS0ISS* [10:51:21]

    =4642.06N/03509.66E-cq de ur4qs  pse k. {UISS53}

    Fm UY2RA To CQ Via RS0ISS [10:51:31]

    George UY2RA Chernigov www.hammania.net

    Fm UY2RA To CQ Via RS0ISS [10:51:40]

    :BLNQSL1/1:IS0EBO-4,PA3DZX-6,SV3CIX,HG8GL-4,TA1BM,UR4QS{UISS53}

        В отличие от МКС остальные спутники не очень. QB50P1 вообще пролетел молча. Наш PolyItan, в отличие от вчерашнего громкого успеха "Днепра"  что-то невразумительно пробормотал, не декодируется. Если бы не его характерный сигнал с паразитной АМ модуляцией - мог и не заметить: CW маяк наши умники отключили. Совсем трудно стало "ловить".

    Зато Delfi C3 и FunCube c Ukube не громко, но декодируются на ура.

    Подробнее...  
  • Борьба за качество приёма 2

    В планах было:
    1. Зачистить питание для МШУ. Сделано
    2. Исключить помеху от работы роутера (Ethernet)
    3. Подать очищенное питание на приёмники (не от USB разъёма).
    Сегодня пункт 2 и отчасти 3 :-) Отчасти потому что успел только приготовить кабель. Но об этом завтра. Сегодня очищаем спектр от помехи которую создаёт подключение интернета с помощью Ethernet кабеля. Не секрет, что гальваническое соединение по RJ45 не только передаёт импульсную помеху на корпус ноутбука, но и весьма успешно излучает её в эфир.  Если антенны далеко, SDR c "землёй" ноутбука не связан, экранировка всех проводов от SDR хорошая, то и бог бы с ним. Но в моём случае антенны невысоко, соединение с роутером как раз Ethernet, экранировка сомнительная, хотя я старался. В моем случае использование гальванической связи с роутером сеет "торчки" с амплитудой +8-10 дБ и через каждые 60 килогерц.  Беда в том, что АРУ (AGC) в RTL820T начинает "поддавливать" сигнал  практически с уровня +3 дБ. Так что уж 10 точно уменьшает усиление. На первом скрине Ethernet подключен, палки поражённых частот прямо таки бросаются в глаза и видно что сигналы транспондера XW-2F невысокого уровня.

    Подробнее...  
  • Сумматор антенн для WEB SDR

    sum   Неделю назад мне напомнили моё обещание раскрыть секрет сложения сигналов с антенн НЕ на коаксиальных трансформаторах. Конечно же я вспомнил про это и заказал пару ВЧ биноклей и колец. Вчера они пришли, сегодня начинаем рассказ. Во-первых расскажу почему для наших целей не подходят коаксиалы. Главная причина в том, что они резонансные.  То есть работают для одной частоты (одного диапазона). Одной, хорошо работающей на всех диапазонах ( обращаю ваше внимание на то, что WEB SDR для радиолюбителей и поэтому весь радиочастотный спектр нас не интересует) антенны нет. Для работы на WEB SDR приёмника нужно чтобы сигналы с диапазонных антенн

    Подробнее...  
  • Бравая коротышка

    e20pfeСегодня за утренним кофе, как обычно лениво покручивая валкодер, обратил внимание на то что очень много станций с Востока, тут и Япония, и Китай, И Индия, и даже немного экзотики в виде E20PFE и DU1KA.   Порадовался за Бхарати, VU2RBI, которая с завидным упорством "опыляла" на фифтине японцев, Обратил внимание на то, что E20PFE хорошо слышит, пошёл посмотреть что с QSL карточкой и, может быть, на антенну. Порадовало, через бюро. Пару лет назад они почти все требовали вирект :-)  А вот антенна - просто чудо.   Короче не бывает :-). Но слышит же, и неплохо слышит.   Это для тех, кто с пренебрежением относится к двухэлементным антеннам :-) Как говорят славяне, лучше коротышка в руках.......

     
  • Телеметрия FunCube. Инструкция

     Звонил Александр из Тернополя (позывного нет, но очень интересуется спутниками) и попросил подробнее рассказать как принять  информацию с борта AO73.   Думаю, что и правда мои отрывочные посты не дают возможности составить полное представление о том, что можно услышать, увидеть и сохранить (для потомков :-)  В срочном порядке исправляю свою оплошность. Итак, Спутник FunCube1 (AO73 по терминологии NASA) был создан и запущен как вторая половина образовательной программы "космос для студентов" где задачей было позволить всем принимать информацию с борта реального спутника на простой SDR УКВ приёмник FunCube Dongl (у нас известен его укороченный аналог - "свисток" DVB-T тюнер на чипе RTL) Кубик формата U1, то есть объём 1 литр, или 10х10 см.  На борту ретранслятор (транспондер) который можно использовать когда он включен. Так как он потребляет энергию, на время когда спутник пролетает над освещенной территорией (максимум людской активности) его выключают с целью создания приоритетных условий электропотребления для системы телеметрии, что является основной задачей. Не все люди в мире радиолюбители :-(    Как это звучит я уже описывал и выкладывал, радиолюбители это знают. http://gosh-radist.blogspot.com/2014/01/funcube-1-on.html   А вот для тех, у кого позывных нет (или еще нет :-) вторая половина проекта.

    Подробнее...  
  • FSK RigExpert N1MM

    setup FSK   Я как-то описывал проблемы, возникшие с FSK режимом в интерфейсе COMP-RTX для Unicom-Dual в программе N1MM. FSK напрямую там не работает. Понятно почему: там трансформация одного USB на 2 COM. Казалось бы в RigExpert Standart (кстати и TI5 тоже) драйвера которых мультиплексируют работу четырёх COM c FSK должно быть всё в порядке. Ан нет.  Здесь обобщён опыт неудач с установкой вновь поступившего RigExpert TI5 под ХР на радио Алексея UT0RM.    " Прежде всего следует предупредить о том, что при установке по умолчанию, RigExpert ставит драйвера виртуальной звуковой карты и назначает её звуковой картой по умолчанию, что конечно же будет работать не во всех конфигурациях. :-)   Лечить просто, когда знаешь в чём дело - убираешь галочку в звуковых устройствах -"Использовать по умолчанию".  Но до этого же надо догадаться.....

    Подробнее...  
  • Как прекрасен этот мир, посмотри

    yy1ylyТолько что посидел за одним столом со всем миром. Прохождение балует равенством микровольт со всех направлений. То же самоео чём я писал и вчера и позавчера. Кто ходит ко мне в гости давно, уже читал. И слушал.  Ниже фонограмма трёх интересных QSO проведенных с интервалом минут по 5-7. Между ними были еще связи, но не такие  выразительные, японцы, американцы.... Их уже DXами называть нельзя по причине их многочисленности :-)

    Так вот для неверующих три аудио одно за другим 9M2MSO, Малайзия, Пуэрто-Рико NP4JS и наконец очаровательная Сесиль из Венесуэлы YY1YLY. Я благодарен Всевышнему за то что мы такие разные, разноцветные, прикольные и интересные.  Все связи как на подбор SSB. как будто специально для тоо, чтобы все могли послушать.... :-)

    Подробнее...
Продолжени. Начало смотри - "Как сделать КСВ метр" Подытожим наши изыски. Самые простые индикаторы КСВ на проводках под оплётку коаксиала или полосковые...
Продолжая тему "Измеритель мощности" и "Конструкция послевыходного дня" я, сам того не ожидая, поднял фантомный вопрос - КСВ метр и измеритель мощности. И...
Или конструкция выходного дня. Правда :-) С того момента как у меня заработал первый скетч на Ардуино я вынашивал мысль сделать красивый КСВ метр и...
Физические величины определяющие качество прохождения наряду с данными статистики нас особо не радуют: solar flux и количество солнечных вспышек на минимуме. Слои E и F2...
Скорость решения задачи напрямую зависит от правильной постановки вопроса. В нашем городе есть разные радиолюбители. На днях был в гостях у одного...
Когда человек в зрелом возрасте то он теряет интерес не только к дамам репродуктивного периода. Он так же теряет зрение, желание выпить,...
Для того, чтобы оценить преимущества пенсионера, сначала надо вернуться на работу ..... Приготовил себе 1000 и одно задание, накупил плат, деталей и инструмента, но...
Всем доброго дня и мои поздравления с наступившими Новым Годом и Рождеством! В январском номере журнала CQ amateur-radio опубликованы результаты CQWW VHF контеста 2018 года.
Вчера Гугл прислал немного зелёных за то что вы, мои уважаемые читатели, иногда нажимаете рекламные баннеры на моём сайте. Я слежу за тем, чтобы...
Вот и пролетел еще один год. Внучка выросла настолько что уже понимает что означает охрана природы: её новогодняя работа на конкурс природозащитников не содержит...
Неделю назад мне напомнили моё обещание раскрыть секрет сложения сигналов с антенн НЕ на коаксиальных трансформаторах. Конечно же я вспомнил про это...
В продолжение темы любви к сантехническим пластмассам...... Я вообще-то не любитель SSB, но когда у меня появился трансивер с нормальным трактом формирования SSB сигнала и эквалайзером,...
Пару постов назад я писал про замечательный точ-падль с подложкой чтобы рука не дёргала ключ при работе. Интерес к нему проявил и мой...
Недостатки самого простого точ-паддля выяснили (см. "Точ паддль и его проблема") Вместе с Сашей Прилук K2PAL продолжаем исследовать то что...
Силы космоса нам особо не благоприятствуют, но и не вредят. SFI=67 SSN=0 Это означает стабильно плохое и нестабильное прохождение на ВЧ...
kzaskbar

Подать телеграмму

Ведите короткий текст (до 256-ти символов.) телеграммы
Call (name)

 
            

HAMschool

HAM School
CW forever
Радиообмен для бойца
Украинская транслитерация
Детский RX TX KIT
Прогноз прохождения
Грозозащита радио
Метеорадары и грозы
Sat School
Спутники хочу :-)
SAT приёмные антенны
SAT QSO FM
SAT QSO CW - SSB
SDR, SAT и Orbitron
Oreos miniSat
Моргающий Niwaka
Space sound
УКВ тестеры
DX через спутник
Почему не слышно спутник
Как принимать FunCube1
Как принимать PolyItan1
Как принимать PSK QB50P1
Обзор программ SAT телеметрии
Практическое построение диаграммы направленности
Meteors School
Метеор QSO. Что это?
Предстартовый инструктаж
Как смотреть метеоры
Метеор сервис Virgo и Java
Изучаем CW
Изучаем CW дома 1
Изучаем CW дома 2
Изучаем CW дома 3
Изучаем CW дома. Q-код
Изучаем CW дома. Жаргон.
Тэн код. 10-код.
CW trening radios
Маэстро Morse Runner
Mouse-paddle
Видеоурок Vibroplex
ARRL: как урок в классе
Недостатки PC телеграфирования
Какая песня без баяна?
Интернет идёт к Морзе
Антенны КВ
Противовесы из рулетки
Эффективный диполь
Невидимые антенны
Волшебные проволочки
Антенны случайной длины
Калькулятор антенн
Простое согласующее
Просто про антенны
Какую антенну выбрать
Стэки КВ антенн
1 антенна на 3 трансивера
Модифицированные Inv V
Спайдер vs гексабим
Антенны УКВ
Даблполь 144
Квадрифиляр на 145
SAT квадрифиляр
UHF VHF без приборов
144 за полчаса
Колинеарная J антенна
Калькулятор J антенны
Рамочная KP4MD
"Ёлочка" 144/430
Невидимая на 144
Двойная Харченко
Широкополосная УКВ
Стэки на УКВ

Калькулятор расстояний и QTH
Калькуляторы перевода координат UTM DMS, координаты в QTH locator IARU и наоборот. Расчет азимута и расстояния по QTH локатору.


Online экзамен на категорию

exam

UY2RA/QSO/QSL/OQRS

 

Online SDR приёмник

 Тестовая версия WEB приёмника. Для прослушивания необходимо какой-нибудь SDR программой (или скачать SDR Console) подключиться к этому серверу по адресу uy2ra.ddns.net порт 50101 login guest password guest Приёмник на КВ с конвертором вверх и имеет гетеродин 50 мгц. Битрейт 1 мгбит или ниже. 73!
Как запустить такой приёмник у себя:

Запускаем WEB SDR сервер

Запускаем WEB SDR сервер 1

Запускаем WEB SDR сервер 2

Запускаем WEB SDR сервер 3

Запускаем WEB SDR сервер 4

Борьба за качество приёма SDR

Качество приёма SDR2

Качество приёма SDR3

Качество приёма SDR4

Сейчас работает версия 3. Не видна из программы версии 2.