НА ГЛАВНУЮ - - адрес этой страницы -- http://ra6foo.qrz.ru/polosa2.html -- версия 16 08 2010 -- НА ГЛАВНУЮ

Диаметр элементов, усиление и потери антенн ВК

ГРАФИКИ ИЗМЕНЕНИЯ УСИЛЕНИЯ В ПОЛОСЕ ЧАСТОТ 139...151 МГц ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ДИАМЕТРА ЭЛЕМЕНТОВ ОТ 16 до 0,5 мм
По частоте максимума усиления, границ по спаду усиления и по F/B оптимизация не производилась.
Расчет для элементов из идеального материала. Для примера взята антенна 145 МГц.

Диаметр элементов 16 мм                     Диаметр элементов 8 мм                     Диаметр элементов 4 мм


Диаметр элементов 2 мм                     Диаметр элементов 1 мм                     Диаметр элементов 0,5 мм

Из графиков следует, что усиление достигает максимума при диаметре элементов без потерь 4...6 мм и при дальнейшем увеличении диаметра падает, видимо это падение связано с тем, что падает индуктивность и растет емкость элементов, т. е. их добротность как отношение L/C.

У антенн с элементами из реального материала максимум усиления смещается в область бОльших диаметров, что естественно, т. к. с ростом диаметра потери усиления из за омических потерь уменьшаются. Здесь для примера была взята антенна со средним уровнем потерь в материале. Для обычно используемых р. любителями антенн 145 МГц с элементами из чистого алюминия уровень потерь усиления, который можно считать средним, находится в пределах 0,08...0,16 дб.
Омические потери в реальном материале определяются расчетным путем как разность усилений между расчетами усиления модели с идеальным, без потерь, материалом и с реальным материалом элементов.
Уровень потерь выше 0,16...0,22 дб можно считать приемлемым, а уровень выше 0,22 дб должен настораживать. Такие антенны обычно проектируются на максимум подавления боковых лепестков и отличаются тем, что имеют очень большие токи вибратора 1 и 2 директоров, диаметр которых надо выбирать существенно больше и очень слабонагруженную по току группу последних директорорв. Такие антенны имеют на 10...20% бОльшую длину, чем аналогичные им по усилению. Напротив, антенны с низкими потерями имеют в разы более равномерное распределение тока по элементам.
Во взятой для примера антенне с элементами из алюминия максимум усиления сместился с 4...6 мм на диаметр 6...9 мм. У антенны с элементами из дюралюминия максимум усиления будет при диаметрах 7...10 мм. При этом надо учитывать, что одновременно с увеличением диаметра падает точность расчета, а при изготовлении - точность длин и позиций и растет влияние конструктива. Всё это обычно сводит на нет смысл увеличения диаметров элементов свыше 0,4% от длины волны.

Ø элементов	идеальный металл	алюминий	потери	шумовая Т потерь
Ø 16 мм	G 13,51 дби	G 13,47 дби	0,04 дб	T los 1,4°
Ø 12 мм	G 13,55 дби	G 13,50 дби	0,05 дб	T los 1,8°
Ø 8 мм	G 13,57 дби	G 13,51 дби	0,07 дб	T los 2.4°
Ø 6 мм	G 13,59 дби	G 13,51 дби	0,08 дб	Tl os 2.7°
Ø 4 мм	G 13,59 дби	G 13,45 дби	0,14 дб	T los 4.8°
Ø 2 мм	G 13,57 дби	G 13,28 дби	0.29 дб	T los 10°
Ø 1 мм	G 13,55 дби	G 12,99 дби	0.56 дб	T los 20°
Ø 0.5 мм	G 13,51 дби	G 12.43 дби	1.08 дб	T los 39°

Какой уровень потерь можно считать пренебрежимо малым, ради уменьшения которого не стоит менять диаметр и усложнять конструкцию? У антенн для обычных связей меньше 0,15 дб, у антенн для ЕМЕ связей меньше 0,06 дб, учитывая то, что потери и уменьшают усиление и увеличивают общую шумовую температуру антенн, т. е действуют двояко, уменьшая отношение G/T антенны.
17 11 2008г

НА ГЛАВНУЮ