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:

  • Как работает антенна

      Совершенно случайно нашёл на французском сайте Радиотуториал превосходный анимированный чертеж поясняющий как работает так любимая нами антенна Уда-Яги. На анимашке замечательно видно как складываются-вычитаются сигналы вибратора и директора в соответствии с фазой и расстояниями между элементами где эти самые фазы взаимодействуют. Зелёным цветом обозначена результирующая сложения.     А ниже то же самое для вибратора , рефлектора и директора.  

          Наглядно продемонстрирован прирост качества в зависимости от количества элементов :-)  Ай да умница аниматор. 

     
  • Антенна рыболова :-)

    Вот прошло пару лет, с момента публикации моей  Огородно-полевой антенны. Сегодня есть её фотография с коротким комментарием от R9HAJ (Ринат Кулахметьев)
    День добрый, все не получалось антенну сфотографировать... Доволен пока как паровоз, ураган выдержала, зиму перезимовала, работает стабильно. Траверза немного длиннее расчетной. 

    Спасибо за фото. Ранее Ринат сообщал, что всё работает согласно публикации, и его результаты на этих диапазонах стали солиднее.  Я рад, что мои бюджетные модели кого то радуют, а кому-то облегчают жизнь :-)  

    Подробнее...  
  • Универсальный микрофонный интерфейс

    Егор Касминин UY2RA

           Как то у нас после областного круглого стола возникли споры-разговоры относительно гарнитуры. Вернее относительно микрофонов. По заключению Алексея UT0RM тональная окраска SSB сигнала в большей степени зависит от применяемого микрофона (гарнитуры), чем от трансивера. Ну, я отчасти соглашусь. На самом деле это верно наполовину. Но, конечно, очень много зависит от микрофона.  И вот тут начинаются проблемы.  На заре развития радиопромышленности у микрофона было только два конца... :-) Потому и до сих пор часто встречается круглый джекер от 3,5 мм до 6,2 мм.  В компьютерных гарнитурах чаще всего так. А вот кнопок на "мыльницах" у трансиверов становится всё больше и больше, поэтому разъём микрофона в большинстве трансиверов - многоконтактный. И тут страшно становится радиолюбителю туда чего-нибудь нестандартное вставлять... Достаточно точную картинку (чего же внутри мыльницы находится и как его можно включать) может дать эта часто встречающаяся в интернете картинка.      Поэтому если есть несколько разных "мыльниц", то их можно попробовать в работе переподключив(паяв) проводники соответственно рисунку. Если вы любитель экспериментов, то можете воспользоваться идеей универсального девайса - интерфейса для подключения различных микрофонов, в том числе расположенных на головных телефонах - то что мы называем компьютерная гарнитура.  По большому счёту вовсе это и не секрет и не ноу-хау, но пару советов, которые облегчат вам муки творчества (или муки принятия решения делать-не делать :-) дать можно. Первое, что нам для этого понадобится - небольшой ящичек, желательно металлический или спаянный из стеклотекстолита, в котором в одной части выходит (хорошо экранированный провод (вернее несколько проводов) заканчивающийся 8-ми пиновым современным разъёмом микрофона трансивера, а слева один 3,5 мм джек  для стандартного микрофонного разъёма компьютерной гарнитуры, один RJ-45 для  подключения микрофона типа Icom7000 или Yaesu FT897D и, весьма желательно, джекер диаметром 6,2 мм для подключения отдельного PTT (педали).  Если есть объединённая пара 3,5 мм и 2,5 мм для подключения сверхлёгкой пары наушник-микрофон (там же и PTT) - то в корпус следует поставить и его. Таким образом мы получим трехглавого змея, к каждой голове которого можно будет подключить микрофон с разъёмом определённого типа.   Дело в том, что электрическая схема будет отличаться если не несколькими номиналами резистора и конденсатора, то несколькими резисторами и конденсаторами.  Для этого применим переключатели, которые с лёгкостью трансформируют параметры интерфейса под нужные до достижения наилучшего звучания.
        Гарнитура, которой пользуется Алексей, Heil Pro Set не помню номер, наверное очень хороша, раз стоит за 250 баксов.  Но когда я узнал, что весит она больше килограмма, ужаснулся. У меня не такая крепкая шея чтобы выдерживать килограмм на голове длительное время. Я сторонник очень лёгких и наушников и микрофона. Вернее наушников, потому что в последнее время стал пользоваться настольной моделью микрофона. Если уж быть чесным до конца, то я им так редко пользуюсь, что когда появляется необходимость сказать пару слов в микрофон, то постоянно и надёжно подключенное устройство не самого хорошего качества  (Icom SM-50) оказывается удобнее  хотя и высококачественного, но  переподключаемого  электретного микрофона. Но я понимаю тех, кто  SSB работает большую часть времени и рекомендую гарнитуру на фото справа. Можете не сомневаться в хорошем качестве звука, а вес - 27 грамм.   Собственно схема прозрачная, это модификация стандартного решения (схема вверху) и, дабы не рисовать её самому, взял за графическую основу схему в одном из номеров QST Magazine, кажется за 2007 год. Но и они не первопроходцы. Это развитие идеи MFJ  Connector Converter. Правда MFJ только перекоммутирует соединения без электрической трансформации.
    А мы еще и формируем частотную характеристику. Или реализуем эквалайзер. :-) Принципиально влияют на параметры устройства  только элементы R3, C4 и R5. Характеристики и номиналы для различных типов гарнитур тоже взял оттуда и привожу здесь, потому что не знаю, какого типа гарнитуру вы найдетё для эксперимента. Если эти элементы распаять прямо на многопозиционных переключателях, то получится абсолютно универсальное устройство.   
    Обратите внимание на то, что разъём педали включен паралельно контактам PTT сдвоенного Earpiece/HEADSET разъёма. Приведённые в таблице данные, конечно, приблизительные, так как параметры конкретных устройств имеют значительные различия даже в пределах одного типа.

    Микрофон R3 R5 C4
    set
    Heil HC-5 (-70 дБ)
    18 к
    3,5 к 0,01 мкф
    Динамическая головка (-60 дб) 9,1 к 1,8 к
     
    0,02 мкф
    Электретный микрофон (-50 дБ) 3,5 к 680 0,05 мкф
    Старые электретные микрофоны 1,5 к 300 0,22 мкф

    Вы спросите а нельзя ли попроще?
    Можно. И, может быть, даже нужно. Помните знаменитое "Краткость - сестра таланта"? Так вот по-моему, самое лаконичное решение нашёл RM9WY. Но не всегда самое простое - самое лучшее.  С устройством, описанным ниже могут быть проблемы при высоком КСВ или при работе от источника питания с недостаточно низким выходным сопротивлением.  Не откажу себе в удовольствии прорекламировать лишний раз красивое схемотехническое решение: если неоткуда взять питание для микрофона, то  взять его с контактов кнопок UP и DOWN. Первоисточник на сайте Виталия Зиновьева RM9WY http://zinvit.com/gar.shtml Тут приведу только схему и фотографию девайса. Причём если на разъёме есть напряжение для подпитки микрофона, схема станет еще проще :-) Комментарии почитайте на сайте автора. А вот так это может выглядеть. Теперь вы сможете попробовать в качестве микрофона абсолютно всё что может преобразовывать акустические колебания в напряжение :-)

    P.S.  Радость творчества.
    Получил письмо от Сергея UT3RS. Рад, что кто-то получает удовольствие от того, что делает что-то своими руками.. Кстати, Сережино дополнение будет здесь совсем не лишним. Цитата со ссылками:
    "Прочитал твою статью Универсальный микрофонный интерфейс. Думал, что по этой теме в Инете все уже перечитал...а нет...кое-что интересное для себя узнал!
    Можешь добавить к статье, как я себе сделал переходник. Идея не моя - http://mods.radioscanner.ru/yaesu/mod486,  но получилось неплохо, на вид как фирменный."

     
  • Батареи спутников

      Как мне начинает казаться, самое слабое место всех спутниковых систем  - энергоснабжение (солнечные батареи - аккумуляторы). Уже даже здесь, на этом блоге  не один раз читали про неприятности с электролитом, сложностями с периодами в солнечной тени, "потерей" управления компьютерами и наоборот, произвольный перезапуск (например AO-7 сам себе командир, сутки мода А, сутки мода В). Правда с момента выхода из комы этот режим не меняется.  Прекрасно работающий сейчас FO-29 в конце 2007 года начал "загибаться", внутреннее сопротивление батарей стало расти после 12 лет в космосе. Соответственно, когда длительность времени в "тени" в связи с измененими орбиты превысила 32% от "освещённого" полета, аварийная автоматика, которая должна была выводить работу спутника на автоматическое включение после возрастания напряжения батарей до номинального не срабатывала. Кризис пришёлся на март 2008 года. Спутник замолчал. И возобновить его работу в нормальном режиме японцам

    Подробнее...  
  • Djerba Isl. IOTA AF083

    3v8 qsl2Tony Cioccari (по совместительству карабинер и член радиолюбительского союза этих ребят) начал работу  с редкого IOTA острова Джерба (Тунис), как видно из заголовка IOTA AF083. Прекрасная работа телеграфом, плюс слышит хорошо, уже отработан на 12 и 14  мгц. Но не тяниете,  только одна неделя.  Ну а кому неинтересна IOTA, пожалуйста, работайте на диплом карабинеров :-) Главное получайте удовольствие от эфира.   

     
  • St. Helena Isl. ZD7VC

         Интересно слушать QSO когда один корреспондент прямо по курсу, а второй за спиной.  Еще более интересный случай, когда корреспонденты на одной линии, но один прямо перед тобой и в мёртвой зоне, а второй на расстоянии  около 10000 км.   Вот аудио связи  SP5EPD с Сент Хелена айланд - ZD7VC.  Поляка слышно только лонг пасс (и неудивительно, у него GP - угол излучения к горизонту очень низкиий), а Ст. Хелена до 59+ :-)   Я  не зову потому что он у меня на десятке есть CW, SSB и RTTY - тоесть очко :-)   

    Прикольно, правда ?  А вот фото  французских парашютистов на "Мистарле" в порту St. Helen. Спецы сразу обратят внимание на то место где на фото под не очень удачно наложенным куском "скалы" спрятаны антенны радиотехнических служб :-)  Но нам всё равно. Мы и так примерно знаем что там. :-)

    Подробнее...  
  • SDR неудобства: верньер

    jog shuttle jd1 5g    Сегодня уже никто не спорит с тем, что SDR - это хорошо.  Но ряд недостатков всё еще отравляет жизнь пользователям этой замечательной штуки.  В частности, дырки, протираемые в крышках столов мышками :-)    Я уже писал, как можно решать хотя бы часть проблем, причём успешно. Я про использоавание для управления VFOA, VFOB, Shift, Rit t.c.t.  обычного DJ контроллера.  Тут: "Хороший валкодер". Есть, правда, и в этом решении минусы. И первый - гемморой с виртуальным компортом, не дай бог он понадобится еще для чего-то.... А вот "облегчённое" решение. Уже профессиональное, не приспособленческое. Называется Jog Shattle. Моделей уже немеряно, так как представляется универсальным USB базированным инструментом управления компьютером и теоретически должен заменить и мышь и клавиатуру. Но до этого еще далеко, а вот нам, владельцам SDR radio очень даже ничего.  Ценовые диапазоны очень разнятся, и пока DJ контроллер (тут) описанный получается гораздо дешевле. 2800 гривен всё-

    Подробнее...

SAT/SPACE MONITOR Вы можете участвовать в формировании новостей !

Не секрет, что мы в Славутиче начали установку эхолинк узла. Протестировали на Kenwood TS2000 с антеннами дотягивающимися до Чернигова. работает, всем...
Всемирно известная картинка которую особенно любят смотреть те, кто в эфире бывает редко :-) Но она базируется на физических величинах и ей примерно...
Или деревенский RigExpert. У меня на УКВ работает Kenwood TS2000. И понадобилось мне устройство CAT и управления для него, но мой Уником Дуал должен был...
Продолжают поступать вопросы по эхолинку. Собрал их в кучу и отвечаю. Те кто всё про это знает могут отдохнуть :) Посмотреть...
Кто интересуется насколько можно верить прогнозу, сам смотрит прогноз. Но не прохождения, а солар флюкс и число вспышек. Как то выходит...
Все мы свидетели того что на Украину пришла переменчивая погода с грозами, дождями и ветрами. Всё это осложняет прогноз прохождения с одной...
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...
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

 

HAM history QST PICTURES

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.