Ежедневный радиожурнал со звуком. Иногда с юмором. Всегда с картинками

SAT/SPACE MONITOR ВЫ можете участвовать в формировании новостей

15.01.2013

cпайдер vs гексабим

        Как то так вышло, как говорят слово за слово, у нас в деревне поднялся спор какая же антенна эффективнее - более простой конструктивно спайдер или "зигзагообразный" гексабим. С простыми антеннами типа Yagi-fishing  (огородно-полевая) всё ясно :-), А тут как быть?  Для доказательности тезиса о том, что эффективнее та антенна, чьи "провода прямее", придется пристегнуть науку.  Формула электротехники, определяющая напряжение наведённое в проводнике элемента антенны в общем виде следующая: ЭДС=В*L*v*sin a.  
(B-магнитная индукция, L - длина, v-скорость, а(альфа)=угол под которым находится проводник к направлению наводимой эдс, sin а рад=соответсвенно углу) .  Тоесть при прочих равных нас будет интересовать завсисмость изменения наведённой ЭДС от длинны проводника (элемента антенны) и угла, под которым он находится к направлению принимаемого сигнала. В общем случае и длинна проводников равная, но в связи с тем, что они "изогнуты" по разному проанализируем и длинну. Для примера на директорах 20-ти метрового диапазона.
  Итак, сначала спайдер. Исходя из геометрии чертежа очевидно, что вибратор по всей своей длинне расположен под углом 45 градусов к направлению с которого приходит сигнал. Нас интересует только относительная (в нашем случае относительно гексабима) величина, так как все параметры кроме длинны и соответствующего этому участку длинны углу будут одинаковы для обоих антенн. Назовём её условно К.  Длинну обоих элементов принимаем  тоже за 1. Тогда для спайдера в котором элемент по всей его длинне расположен  под углом  45 градусов с сигналу К=1*sin45, что составит величину  0,707 от  единицы в случае если бы проводник по всей длинне был перпендикулярен приходящей радиоволне.   И это без учёта того, что половина длинны директора не находится на оптимальном расстоянии от вибратора. Более того, в связи с формой вибратора, он значительно выдвинут вперед относительно места где должен был бы находится для обеспечения максимально возможного усиления антенны. Введём второй условный коэффициент "n" равный 0,75 по отношению к обычному волновому каналу, в котором директор находится на оптимальном расстоянии от вибратора.  Получаем окончательное значение К для "паука"  =0,707*0,75 = 0,530
 В случае с гексабимом всё сложнее. Если бы не зигзаг в центре элемента, его можно было бы аппроксимировать к "пауку" без особых сложностей, но "зигзаг есть :-(
        Более тогго, мы видим что в зигзаге по крайней мере половина длинны (4,9 м или 0,49 от общей длинны) находится под углом около 30 градусов к направлению ЭДС. Оставшаяся часть - 0,52 общей длинны под углом в 45 градусов. 
   Тогда для гексабима К=0,49*sin30+0,51*sin45 или в цифрах 0,51*0,707+0,49*0,5=0,606 :-( Но директор гексабима находится на оптимальном расстоянии от вибратора, поэтому второй коэффициент n  принимаем за 1 и тогда окончательное значение К для гексабима составит 0,606 против 0,530 у спайдера. Немного, не правда ли?
    А если учесть что вибратор у паука полноразмерный, но в связи с конструкцией составляет 9,94 м, а у гексабима укороченный с ёмкостной нагрузкой, но 10,42 метра, то коэффициент "полезности" у гексабима следует увеличить на реальное отношение длинн, тоесть окончательное соотношение выдуманных нами коэффициентов составит 0,701 у гексабима против 0,503 у спайдера.
   При сравнении параметров заявленных производителями убеждаемся, что чудес не бывает и  проанализированные нами свойства этих антенн находят подтверждение при их моделировании в МНЯМЕ.  Коэффициент усиления спайдера (паука) - 4,3 дБд, а у гексабима 4,9 дБд.     
В этом приблизительном анализе мы рассмотрели самые неудобные элементы - самые изогнутые. Если сравнить элементы этих же антенн на более высокочастотные диапазоны, то мы без труда заметим, что эффективность этих элементов будет гораздо выше в связи с тем, что большая часть их длины перпендикулярна направлению с которого приходит сигнал.   А нельзя ли "деформировать" элементы проволочных антенн по другому? Как нибудь эффективнее?

Продолжение. Часть 2 

       Давайте дружить. Добавьте этот сайт в избранное                                         
© Copyright 2011-2016 UY2RA.   All rights reserved.    Все права защищены.    Пожалуйста уважайте их.
Использование материалов c этого сайта разрешается только с указанием АКТИВНОЙ ссылки на этот сайт.

FREE & OPEN UKRAINIAN HAM  RADIO  BANNERS NET