Спайдер vs гексабим

 FREE & OPEN UKRAINIAN   HAM   RADIO  BANNERS NET

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

spider         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.  

6.02-24 (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.
spider  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 :-(
hexabeam        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 0,530 у спайдера.

В процентах по сравнению с полноразмерной (даже проволочной) Yagi это 70,1% и 53%.   Несложно подсчитать, что для спайдера это примерно соответствует усилению "нормальной" 2-х элементной Яги. Если она простая и проволочная, то возникает вопрос о целесообразности изготовления трёх  изогнутых элементов.  С гексабимом ненамного лучше.

     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 5,0 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? Понятно, что то, к чему нужно стремиться - расположение проволочных элементов паралельно друг другу на максимально возможной их протяженности, перпендикулярно направлению на сигнал и на оптимальном расстоянии один от другого. То есть стандартная полноразмерная антенна Удя-Яги на соответствующий диапазон. :-)   Понятно, что сначала следует оценить механические возможности. Спайдер выигрывает однозначно в связи с большей длиной удочек и их меньшим количеством. Если расположить удилища (шесты) не под углом в 90 градусов, а гораздо большим, например 120, то становиться возможным получить продукт нелинейного преобразования спайдера в гексабим :-).   А точнее в третий класс - эдакий конёк-горбунок.  horse2    Из рисунка видно, что это спайдер, максимально приближенный к гексабиму в соответствии с изложенной выше теоретической концепции. И вообще он в таком виде становится очень похожим на MOXON.  Но тем не менее это проволочная трёхэлементная антенна Уда-Яги с укороченным вибратором с ёмкостной нагрузкой, а "излишки" длинны рефлектора и директора загнуты вдоль удилищ чтобы избежать  расположения в пространстве паралельно направлению распространения сигнала, когда наводимая ЭДС будет равна 0. Обращаю ваше внимание, что это не ёмкостная нагрузка, а изогнутая часть резонансного элемента.  Более "строгие" геометрические формы делают антенну более прогнозируемой при масштабировании её размеров для других диапазонов. zip3    Совершенно прозрачная "похожесть" на гексабим даёт возможность предположить, что КНД и усиление антенны будет несколько лучше, чем у гексабима. Предполагаемый КУ конечно будет ниже расчётного, но выше чем у гексабима, например RR-33, и поэтому с осторожной уверенностью можно предположить что это будет около 7-8 дБд.       КСВ, естественно. также будет близким к единице, но, точно так же как и в спайдере и гексабиме, только на протяжении коротких участков диапазона. За всё приходиться платить :-(  Но, оценивая затраты и вес конструкции, следует признать, что соотношение затраты/результат для домашнего исполнения очень хорошее.  Следует отметить что в связи с тем, что кабелем запитан один вибратор, КСВ подиапазону более монотонный, т.е. по краям диапазона изменяется не так резко как, например, у RR-33. zip "Подвесной",  неповоротный вариант, такой антенны на диапазон 20 метров несколько лет использовался мною на даче и на дальних трассах по оценкам корреспондентов давал выигрыш в 1-2 балла. К сожалению на небольших расстояниях эта разница почему то была меньше (по крайней мере по оценке UT0RW - расстояние 50 км)  Но всё разваливалось при попытке реализовать трёхдиапазонный переключаемый вариант: элементы подиапазонно начинали играть роль рефлекторов вместо директоров :=)  От идеи пришлось отказаться. По крайней мере тогда.
zip1 Но самое главное в том, что если согласиться с некоторой "кривизной" из-за провисания и сделать размер удилищ  по 8,4 метра, то возможно исполнение антенны на диапазон 7 мгц! Прикиньте - 3 элемента на 40!  Удилища придётся скорее всего подвязывать, но всё-таки ! :-)   Признаюсь: такого я еще не делал!  В таблице ниже размеры в метрах. Автор расчётов - Мартин Хидман SM0DTK. Моделирование производилось программой 4NEC2, посмотрите в интернете её возможности. Он отмечает высокую повторяемость реальных построений и их соответствие проектным размерам.  У него всё совпало с коэффициентом 1,07. Реальные размеры больше проектных только в 1,07 раза.  Конечно, для однодиапазонной антенны, может это и неудивительно, но возможность иметь усиление 8 дБ на 40 метрах с такой лёгкостью  впечатляет.  
Band A В С D E F G H L
40 7,28 2,32 1,84 0,92 3,64 2,32 3,28 8,48 8,42
20 3,64 1,16 0,97 0,46 1,82 1,16 1,64 4,24 4,21
15 2,43 0,62 0,91 0,32 1,11 0,77 0,99 2,82 2,80
10 1,82 0,58 0,48 0,24 0,91 0,58 0,82 2,12 2,10
2 0,85 0,12 0.08 0,46 0,18 0,12 0,16 0,42 0,41

Комментарии  

UY2RA
#2 UY2RA 15.01.2019 07:32
Цитирую US4MAO:
Заинтересовало... Нарисовал быстренько в МНЯМЕ данный гексабим на 40м... Абракадабра какая-то! Что-то моделька не работает у меня. Видимо не правильно прицепил емкостные нагрузки, других причин не вижу, все по размерам в таблице.
Тут файл .maa
drive.google.com/.../

У Вас в MMANA размеры заданы не от рефлектора, а от вибратора. Это скорее всего оттого что "быстренько" :-)
Должно получится что-то такое - hammania.net/ftp/hexbeam40.maa
Сообщить модератору
US4MAO
#1 US4MAO 15.01.2019 01:55
Заинтересовало. .. Нарисовал быстренько в МНЯМЕ данный гексабим на 40м... Абракадабра какая-то! Что-то моделька не работает у меня. Видимо не правильно прицепил емкостные нагрузки, других причин не вижу, все по размерам в таблице.
Тут файл .maa
drive.google.com/.../
Сообщить модератору

You have no rights to post comments Недостаточно прав для комментирования

А еще можно почитать вот это:

  • Эфир с утра

    prop0806

    Невзирая на отсутствие прохождения и по прогнозу и на практике законов физикеи отменить не может никто: если из Австралии 5 элементов, а из Европы хотя бы три. то слышно достаточно уверенно. Но наука и тут помогла - по крайней мере подсказала, что антенну нужно ориентировать на Long Pass. Установившаяся жаркая погода наконец заставила зоны возможного проведения связи следовать за прогретыми участками поверхности земли - теперь слой D не такой привередливый.  На картинке видно, что зоны уверенного прохождения стали "доставать" до американских континентов.

    Вот аудио QSO VK2KM RTTY только что на двадцатке, конечно лонг пассом. И картинка как всё декодируется несмотря на глубокие замирания ниже....

    Подробнее...  
  • Спутники хочу :-)

    Ну вот, телеграф мы уже выучили, на КВ уже специалисты, теперь хотим заглянуть в куда более интересную область: за облака. На самом деле это не так трудно сделать, как гласят легенды :-) И подумал я, что я могу рассказать о том, как это сделать. Сам прошёл этот путь с ноля. Кому интересна история первых спутников и первых космических ретрансляторов, рекомендую в интернете набрать соответствующую строчку и будет вам счастье. Но в целях экономии времени я это опущу.  Начнем с того момента, когда желание поднять репитеры так высоко, насколько это вообще возможно, привело к появлению первого космического FM репитера. Потом малые уровни сигналов приходящие из космоса  заставили "пересесть" на CW и SSB.  Одним словом сегодня в большинстве случаев это выглядит так: ПЧ приёмник с полосой приёма около 100 кгц в диапазоне, например 435 мгц, подают на смеситель передатчика другого диапазона, например 144 мгц.  Передатчик передаёт ту же полосу частот, но инвертированную (из-за смесителя) и lineartransponder swв другом диапазоне.  То есть получили устройство, которое специалисты называют линейным транспондером.

    Подробнее...  
  • Правильный декодер FunCube1

    funcubedashДоступна новая версия декодера телеметрии FunCube1 V820 (http://funcube.org.uk/working-documents/funcube-telemetry-dashboard)  которая, наконец, не конфликтует с FrameWorkом старых моделей ноутбуков под Vista и XP SP3. Картинка приятная. К сожалению, пока не могу похвастать что всё принял. Только-только зарядил софт и настройки. А SAT по закону подлости прилетит только в 21:30 :-)  В качестве утешения - режим при котором транспондер отключен и вся мощность отдаётся на телеметрию является приоритетным на всё время пока спутник освещен солнцем. Тоесть надежда попринимать телеметрию с хорошим уровнем сигнала превалирует над желанием покричать на транспондере :-)

    Если верить заявлениям в тамошнем форуме, то софт компенсирует в небольших пределах (в пределах возможностей звуковой карты) эффект Допплера. Для этого только надо поставить галку "Auto Tune". Но еще лучше использовать компенсацию Допплера от Орбитрона. :-) 

     
  • Какую антенну выбрать

    UA6AGW 3

    Обычно радиолюбитель не специалист в области радио, приступающий к изготовлению антенны, теряется перед многообразием различных конструкций антенн.  И не всегда ему удаётся даже  сформулировать требования к своему антенному хозяйству. В предыдущей статье я коротко рассказал об основных параметрах антенн, чтобы в этой  (и следующих) статье советовать человеку, уже понимающему, о чём идёт речь. Первое, что должен будет определить  человек, выбирающий антенны для своего радиоузла, это характер радиолюбительского хобби, который он предпочитает. Если, например, его интересует «поговорить» и не интересны соревнования и DX, рекомендуемая антенна будет одного типа. Если наоборот, он желает заняться DX-ингом, другого.  И т.д.  

    Подробнее...  
  • Расширяется функционал сайтов


    1239538 666378906733112 7248807875268301309 n   Здравствуйте уважаемые радиолюбители. Особенно УКВисты :-)  Сегодня я реформировал сайт  "Украинские спутники" до более широкого понятия "УКВ сайт" :-)   Теперь там присутствуют инструменты обмена новостями не только  от любителей спутниковой тематики, но и вообще на УКВ. Есть онлайн калькулятор частот/мод спутников,  онлайн экран наблюдений, в который можно добавлять не только спутниковые наблюдения, но и любые другие: метеоры, EME, репитеры и т.д.  Добавлена "Стена Новостей". куда можно добавлять новости не по теме,  а по времени. Например срочные или использовать "стену" как место где можно договориться о скеде.   Если будут желающие, можно добавить раздел " модификации" (антенн, оборудования) и т.д.  Одним словом приглашаю стать читателем этого ресурса. А может быть и писателем  :-)

     
  • OnLine Калькулятор проволочных антенн

    Как-то вечером, желая посчитать войдёт ли в мой малогабаритный садик Inv V на 80 метров, не найдя калькулятора на обычном месте, на полке слева, набрал в поисковике "online calculator". И каково же было моё удивление, когда в строчке номер 38 я увидел "Онлайн калькулятор проволочных антенн"! Ну, я уже перевёл английский, там было слегка по другому :-) Но суть от этого не поменялась. Я, конечно же туда сходил,думаю многие на этом сайте уже были, но для меня это было открытие. Я, как соображающий как это делается, сразу "украл" это себе на локальную машину. Кстати, работоспособности этого калькулятора это ничем не угрожает, разве только станете плохо спать из-за угрызений совести по поводу нарушения авторских прав. Но поскольку тут обычная арифметика и физика, "заряженная" в скрипт для работы по принципу клиент-сервер, думаю что после моей переделки и указания первоисточника идеи даже к моему сайту претензий быть не может. Тем более к использованию на локальной машине. Одним словом, вот источник http://www.ccdxc.org/ant_calc.htm, а вот мой вариант, попроще и в метрической системе. Комментанрии тоже творчески переработаны в стиле моего сайта :-)

         Калькулятор коротковолновых проволочных антенн не является изобретением и не избавит вас от необходимости рассчитанные метры отмерять в проволоке, где погрешность может оказаться куда большей чем в калькуляторе :-) Тем не менее вычисление длины для середины диапазона производится с более чем достаточной точностью. Учитываются размеры не только горизонтальных полотен, но и длины наклонных лучей и их проекция на землю (войдёт или не войдёт в мой садик:-). По ходу даются пояснения, которые помогут не радиоинженерам лучше понять физику работы антенн. Просчитываемые частоты от 1,8 до 30 мгц.

    Подробнее...  
  • Увлечение техникой. Ренессанс?

       Когда человек в зрелом возрасте то он теряет интерес не только к дамам репродуктивного периода. Он так же теряет зрение, желание выпить, интерес к соревнованиям, DX-ингу, QSL почте. Единственное, что даёт ему самому  уверенность в том, что он еще не умер, остатки любви к радиотехнике: к контурам, разонансам, схемам преобразователей и т.д.  То есть то, что можно делать не отходя далеко от тёплого сортира :-)
        Конечно же я привираю.  Только что большой лопатой расчищал снег, на работу хожу, пароль рута знаю.....
        Но в последнее время действительно бО'льшую часть времени трачу на технику. Кто использует кластеры и скиммеры замечал там появление спотов с моим позывным в исходящем адресе.  Оказалось, что если трохи помудрить с аналоговой радиотехникой, то RTL свистки вполне прилично работают в таких системах. Вот так сегодня, на бумажке, чтобы стол канифолью не забрызгать, работал SDR на 160 метров с балансным кольцевым смесителем намотанным с утра, пока внучка спала. В школе карантин и поэтому когда она просыпается - ховайся. Как в первой серии "Маша и медведь" :-) Но я в норматив уложился :-) На платке только смеситель с подчисточным контуром для генератора 50 мГц (висит на цветных прищепках позади смесителя).
    P1340409

    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.