HA4YM: Az EH antenna elvi működése

2010-01-04T12:24:01Z

Az EH antenna elvi működése

HA4YM: Az EH antenna elvi működése

2010-01-04T12:14:10Z

Az EH antenna elvi működése

Új lap

Észrevételek az EH antennához

Ez az ábra azt sugallja, mintha külön lehetne választani a dipól-karok között a H (mágneses) erőteret.

1. Abból indulnak ki a „feltalálók”, hogy már az antennánál, akár annak belsejében (vagy az indukciós zónában) létrehozzák azokat a viszonyokat, amelyek a távol-térben, a sugárzótól 10-12 λ távolságban majd önmaguktól is kialakulnak. Ez fából vaskarika a javából.

Ezt a nagy tévedést (még a szöveges részben is) kiemelik, megerősítik mint a találmány lényegét, új elmélet keletkezését.

Ez olyan, mint az időutazás. Előre hozná azt az eseményt, ami időben később következik be. Ez ennek a „találmánynak”, az EH koncepciónak, a logikai- és fizikai képtelensége.
Lásd: idő- és fázisviszonyok kialakulása ábráját a Hertz dipól és az EH antenna működésének összehasonlításánál. (6.old.).

2. A másik nagy tévedés a Boucherot-híd, az impedancia illesztésre is használatos LATTICE FILTER ismeretének teljes hiánya.

Vagy megtévesztő szándékkal igyekeznek ködösíteni, nehogy a szegény amatőr
megismerje (felismerje) a valóságot ?

De vajon miért hallgatnak ilyenkor a mérnökök?
3. Ezt a célt szolgálják a nagy-nevű elődökre ( Maxwell, Pointing) nem teljes értékű, néhol hibás, vagy definiálatlan hivatkozások.
Ide sorolhatjuk a megtévesztő, szakirodalomban sehol nem található képleteket
is.
A „feltalálók” így számítják a sugárzási ellenállást! Ez elképesztő.
(R index jelentése: radiation)
Mint tudjuk: a szabad tér hullámellenállása: Z0 = 120π vagyis 377 Ω. Sugárzási ellenállás RR = 6.28*377 = 2367 ohm lenne frekvenciasávtól, mindentől függetlenül minden EH antennánál, ami (azon túl, hogy irreálisan magas érték) hibás és elfogadhatatlan.

Evvel a képlettel még az is a baj, hogy nem veszi figyelembe az antenna hossz (h/λ) értékét, csak egymás mellé tesz három számot, ami mindig 2367 Ω lesz.

A sugárzási ellenállás helyes képlete: λ/4-nél rövidebb antennákra:
Rrad = =
Ennek értéke a STANDARD EH antennára közölt adatokkal: RR = 0.089 ohm.

Antenna sugárzási teljesítménye:
Nem csoda, hogy a dipól sugárzási teljesítménye csupán 0.019 Wattra jön ki.
„c” a fénysebesség)
Ez nem egy antennaszaggató teljesítmény, amitől olyan Joule hő keletkezik, hogy a készülékház megsüsse az ember kezét.

Mutatós, ám hamis képletet adnak meg az illesztőkör kapacitására, ahol a változó elem csak a frekvencia. A számlálóban csupa fix értékek vannak.

Eszerint így is megadhatták volna: C = 444.288 / f(MHz).

Ted Hart nyomán, minden EH témában megszólaló a reaktáns elemeken fellépő fázis sietéssel, illetve fázis késéssel igyekszik magyarázni az EH antenna működési elvét. Ennek sokan bedőlnek nem tudják, hogy ez zsákutca, nem a lényegről szól.
Mit illeszt az illesztőegység? Természetesen az eltérő bejövő és a kimenő impedanciákat kell egymáshoz illeszteni, nem a siető és késlekedő fázisokat.

Ebből aztán nem lehet jól kijönni.
Megosztott az amatőr tábor. Végül hitvitává fajulnak a dolgok, az EH pártolók meg az ellenzők racionális érvek helyett, kölcsönösen kiátkozzák egymást.
Sok amatőrtárs aggályosnak tartja az antenna behangolását. Azt állítják, hogy ha az antenna elkészítési ideje egy nap, a behangolása legalább két napot vesz igénybe.
Az alábbi rajzon látható illesztőegység viszonylag egyszerűen méretezhető hídkapcsolás, semmi új teória nincs benne.
Vegyük észre, hogy a 120 számmal jelzett dobozban egy olyan hídkapcsolás van, ami a Rothammel „Antennakönyv„–ben is látható. Ott Yagi antenna illesztésére látunk példát, a méretezési képletekkel együtt. Itt is lásd: a 8.old.-on.

Tudnunk kell, hogy az ilyen illesztőkör kapcsolás neve: BOUCHEROT-híd.
Ejtsd: buseró-híd.

Hasonlítsuk össze UA3AIO amatőrtársunk EH antenna illesztőkörét a fenti
FIG 2 ábrával. Ez ugyanaz a kapcsolás kissé másképpen rajzolva.

Ezt az ábrát HA7JCA (Gyula) amatőrtársam tette közzé, mint a Sztár-típusú (általa is megépített) EH antenna egy részletét.
Több fajta EH antenna típussal is találkozhatunk a neten.
Ezeknél többnyire másféle illeszőkör (maching network) is előfordul.

T-típusú illesztő vázlatrajza

Hibrid L- és Balun-típusú illesztőegység vázrajza

Ez az ábra nem más, mint egy párhuzamos rezgőkör tekercs leágazással.
A a koax tápvonalon érkező bemeneti RF teljesítmény P=U*I. Az antennát a C-D jelű RC- tag képviseli, ahol R a sugárzási ellenállás. A sugárzási teljesítmény P=U*I itt is. A B pontban egy j-beű utal azinduktív reaktanciára ?

Tednek fura elképzelése van a soros RC működését illetően. Azt hiszem ezt is szabadalmaztatnia kellene. Az a gyanúm, hogy az antennák működését illetően sem korlátozzák elméleti ismeretek a fantáziáját.
HA5KJ Jóska

Az meg egy agyrém, hogy az elektronok forgómozgásba kezdenek, (úgy táncolnak ahogy a Ted fütyül), ebből lesz a nevenincs harmadik vektor és van sajnos olyan aki ezt el is hiszi.

Időbeli fázis viszonyok összehasonlítása a két antenna típus között, ahogyan azt az EH antenna kitalálói elképzelik.

Hát nem volt senki abban a szabadalmi hivatalban, aki vizsgálja a szabadalmi bejelentés újdonság tartalmát? Elképesztő hogy erre szabadalmi oltalmat adtak.

Nézzük meg közelebbről a standard EH antenna és a Sztár típusú EH antenna (phasis matching) illesztőkörének kialakítását.

Az illesztőkörnek már az angol nyelvű elnevezése is tendenciózus, félrevezető.
Azt akarja elhitetni velünk, hogy az áramkör valamilyen „fázist illeszt” erről pedig szó sincs.
A tápvonal felől bejövő- és az antenna betáplálási pontján levő impedanciát kell, egy arra alkalmas módon kialakított áramkörrel, kis veszteséggel öszekapcsolni.

Az alkalmazott tápvonal, többnyire koaxiális kábel, melynek ismerjük a hullám-ellenállását, vagyis a karakterisztikus impedanciáját, ami 50-60-75 ohm.

Az EH antenna betáplálási pontjában levő ellenállást (bemenő impedanciát) nem ismerjük. Azt tudhatjuk, hogy a bemeneti impedancia kapacitív jellegű, mint minden negyedhullámnál rövidebb antenna esetén. Ennél többet a leírásokból érdemben nem lehetett megtudni.
Arra meg ami publikus, nem lehet támaszkodni. Pl. olyan, hogy az NAGY nem nyújt sok kapaszkodót.

A „Standard ” EH antenna leírásából rekonstruálva:

CA az antenna bemenetének kapacitása
RA az antenna bemeneti ellenállásának ohmos összetevője
C1=C2 és L1=L2
Rs a tápvonal ellenállása

A standard EH antenna huzalozását láthatjuk a jobboldali ábrán, az elválasztó tekercsekről (isolation coils) csak annyit írtak, hogy az a visszahatást csökkenti a koax tápvonal felé.

A hídáramkör impedanciája mértani középarányos a Z1 üresjárási és Z2 rövidzárási impedanciák között.

A Boucherot-híd: Bővebben a BME mindent áteresztő „Példatár a lineáris szűrő hálózatokhoz „ c. könyv 34.olodalán

R1 = a tápvonal felőli oldal R2 = az antenna felőli oldal
ZI = a híd soros impedanciája ZII = a keresztági impedancia

ZI = ZII =

hídviszony: csillapítás Neperben: a =
L = Zo/ C = 1/Zo

a fázis: b = 2 arc tg q  dB = 8.7 a(Neper)

MEGÉPÍTETT STANDARD – TÍPUSÚ EH ANTENNA KÉPE

Szimpla lattice illesztőegységet mutat a következő ábra, ahol TV szalagkábel impedanciáját illeszti 240 ohmról 20 ohmra egy Yagi antennához.
( Rothammel: “Antenna Könyv”-ből).

Z0 =
C = 1/.Z0
L = Z0 / 
ω = 2πf

Az antennák reciprocitás elvéből adódik, hogy az EH antenna olyan jó vevő antennának, mint amilyen jó (vagy kevésbé jó), mint adóantenna.

Gondoljuk meg, hogy a vételi helyen a térerősség dimenziója V/m. Azt jelenti, hogy 1 m hosszúságú antennán hány Volt villamos feszültség keletkezik.

Mivel a sugárzórész igen kicsi, kevés erővonalat metsz ki a térből. Ezért vevőantennának is kifejezetten gyenge.

Az amatőr leleményesség számos EH-hoz hasonló antennát alkotott:
(Itt lemezek helyettesítik a csőből készült sugárzó karokat)

Ennek a kapcsolásnak érdekessége, hogy az alsó sugárzó résznél egy ferritmagos hangoló elemet tartalmaz.

Néhány gondolat a behangoláshoz:

A BOUCHEROT-híd soros ágában tekercsek, jωL pozitív reaktanciák vannak.
A keresztágban kondenzátorok, vagyis 1/jωC negatív reaktanciák vannak.

A tekercsek induktívitása- és a kapacitások is, azonos értékűek.

C = 1/.Z0 L = Z0 /  ω = 2πf Z0 =

R1 a rádió adókészüléktől jövő koaxiális kábel (vagy más) tápvonal hullámellenállása.
R2 az antenna betáplálási pontja (feed point), mint a terhelés impedanciája.

Ez a kapcsolás érzékeny a benne szereplő L és C elemek pontosságára.
Hátránya, hogy nincs a földelésnek közvetlen összekötése a kimenettel.

Ha a csillapítás menetét akarjuk megváltoztatni, akkor az induktívitásokat azonos értékkel megszorozzuk, a kapacitásokat ugyanolyan értékkel elosztjuk.

Amint a soros- és a párhuzamos ág reaktanciája azonos jellegű (mindkettő kapacitív, vagy induktív) maximális lesz az ellenállás, a szűrő lezár.

Tehát nem lehet találomra hangolgatni, hogy ezt is változtatom egy kicsit meg azt is, hátha bejön.

A szimmetrikus (nem földelt sugárzó) reaktív ellenállása (XA):
amikor a sugárzó rész hossza: h = 0.452 m, λ = 42.553 m

= -177.5 ohm

Minél rövidebb az antenna a hullámhosszhoz viszonyítva, annál kisebb a sugárzási ellenállás értéke.
Az antenna hatásos magassága (λ/4-nél rövidebb antennákra) általában fele geometriai hossznak.
Mivel az EH antennánál h = 0.452 m, innen az effektív magasság:
= 22.6 cm
(Hatásos magasság alatt értjük azt a képzeletben lerövidített antenna hosszat, melyen az áramerősség azonos az egész sugárzó mentén).
Viszont kisméretű antennával is lehetséges nagy teljesítmény felvétel, mert az imax bevezetett áram megnövelésével elvben bármilyen nagy N teljesítmény értéket kaphatunk:

A gyakorlatban az antennaáram növelésével megnőnek a tápvonal és az antenna saját veszteségei, (Joule hő keletkezik) ez korlátozza a kisméretű antennával kisugározható teljesítményt.

Erről mint ha a feltalálók nem vennének tudomást. A melegedéseket tévesen
a nagy kisugárzott energiának tulajdonítják. De akkor ez miért nem jó DX antennának? (Van aki szerint azért, mert túl lapos a kisugárzási szöge).

Ted Hart az EH antenna és az USA szabadalom birtokosa,
villamosmérnök és pecan farmer

Irodalom:

Aki az elsőfokú mindent-áteresztő, (impedance-matching network)-ról és az impedancia transzformációról részletesebb ismereteket kíván szerezni, ajánlom
figyelmébe:

Anatol I. Zwerev: „Handbook of filter synthesis” c. könyvét,
hátha meg tudja szerezni.

Géher Lároly: Lineáris hálózatok 437. old.

Dr. Prónai Gábor – Dr. Solymosi János – Dr. Trón Tibor:
BME Villamosmérnöki kar
Példatár a lineáris hálózatokhoz 34. old.

G. Rose: A rádiósok képlet gyüjteménye 180. old.

Rothammel: Antennakönyv

KEDVES AMATŐRTÁRSAK!

Erre az írásra azért került sor, mert késztetést éreztem arra, hogy magam is tisztán lássak az EH antenna témában.

Ugyanakkor amatőrtársaim szakmai ismereteinek elmélyítését is szem előtt tartottam.
Elnézést kell kérnem azoktól, akik számára fejtegetéseim nem hatottak az újdonság erejével, vagy nehezen emészthetőnek bizonyultak.

Mindenkor szívesen állok rendelkezésére mindazoknak, akik megkeresnek.

Külön köszönetemet fejezem ki HA4YF Béla barátomnak a téma felvetéséért és értékes segítségéért.

73 and DX
HA4YM
sandorbubla@gmail.com

@@ 1. sor: / 1. sor: @@
 		Észrevételek az EH antennához
@@ 227. sor: / 226. sor: @@
 figyelmébe:
-	  Anatol I. Zwerev:  „Handbook of filter synthesis”  c. könyvét,
+	  Anatol I. Zverev:  „Handbook of filter synthesis”  c. könyvét,
 hátha meg tudja szerezni.

Szerkesztővita:HA4YM - Laptörténet

HA4YM: Az EH antenna elvi működése

HA4YM: Az EH antenna elvi működése