Forum Krótkofalarskie PKI

Jakiś czas temu pojawiła się w obiegu nowa antena odbiorcza Shared Apex Loop Array.



http://www.arraysolutions.com/Products/sal_array.htm

Chociaż wyglądem przypomina K9AY, jednak różnie się od niej zasadą działania. Są to 4 ramki trójkątne, pracujące w parach na głównych kierunkach: N-S, W-E. W każdej parze odbierany sygnał jest sumowany z przesunięciem fazy. Uzyskano b. dobry współczynnik kierunkowości (RDF, Receiving Directivity Factor, większy od 10 dB). Antena działa szerokopasmowo, o czym świadczy np. ta prezentacja: https://www.youtube.com/watch?v=hBkzWQ9R91Q.

Artykuły na jej temat w QST i QEX:
http://www.arrl.org/files/file/QEX_Next_Issue/Sep-Oct_2012/Bauman_QST_10_12.pdf
http://www.arrl.org/files/file/QEX_Next_Issue/Sep-Oct_2012/Bauman_QEX_9_12.pdf

Dłuższa prezentacja jest tutaj:
https://www.youtube.com/watch?v=i46kR0pynFw

Konstrukcja spotykana w latach sześćdziesiątych. W podręczniku firmy Marconi opisywana razem z odbiornikiem CR300 jako jedna z opcji do kierunkowego odbioru różnych stacji. Chociaż antena jest aperiodyczna, stosowano linię opóźniającą dostosowaną do pasma, w którym antena miała pracować.
edit - w odróżnieniu od tej konstrukcji, w dokumentacji Marconi opisana jest jako działająca wyłącznie na MF/niższe pasma HF. Maszt miał być drewniany.

Tutaj linia opóźniająca ma długość zależną od odległości między punktami zasilania anten, ale stałą na cały zakres pracy, niezależną od częstotliwości.

Jak się nazywa ten podręcznik Marconi? Jest w wersji elektronicznej?

To jest "Flower-class receiving station manual". Niestety nie znalazłem wersji cyfrowej. Ja to widziałem w amerykańskim muzeum morskim i zrobiłem sobie odpis w notatniku. Tam mieli opisane kompletne wyposażenie stacji Marconi pochodzącej z korwety - w tym podręcznik. Poprosiłem o pokazanie, znalazłem na jednej ze stron. Tak mnie zaciekawiła antena (podobna przecież trochę do znanej K9EY), stąd ją pamiętam. Tam jeszcze był bardzo dobry przykład stacji wg koncepcji Adcocka, powszechnie stosowanej w brytyjskich i niektórych amerykańskich stacjach nasłuchowych. Niestety nie mogłem znaleźć niczego podobnego w wersji cyfrowej, a szukałem. Jedyne książki, które były w wersjach cyfrowych to podręczniki do samych odbiorników CR300 i Mercury/Electra oraz nadajnika głównego Oceanspan, a także do amerykańskich odbiorników Mackay 128AW, 3010B itp.

SP5XMI pisze:

To jest "Flower-class receiving station manual". Niestety nie znalazłem wersji cyfrowej. Ja to widziałem w amerykańskim muzeum morskim i zrobiłem sobie odpis w notatniku.

Rzeczywiście, nie udało się nic podobnego wyguglować.

Ciekawy w tej antenie jest wysoki współczynnik RDF - odpowiedź na problemy ze śmietnikiem zakłóceń, który panuje na 160 i 80 metrach. Antena daje możliwość wyciągnięcia z szumu stacji znajdujących się ponad 1 S poniżej poziomu zakłóceń przy antenie dookólnej. I jest o wiele mniejsza od Beverage.

Szkoda, że prezentacja na youtube tego nie pokazuje, ograniczyli się do zaprezentowania tłumienia przód / tył (bok) dla silnych stacji.

Jestem przekonany, że taki współczynnik RDF wynika z precyzji wykonania konstrukcji. To samo dotyczy anten do radionamiaru w systemie Adcocka. Myślę, że liczy się nie tylko identyczna długość elementów, ale także ich rozmieszczenie oraz precyzja nawinięcia wszystkich cewek. Nawet ścieżki i połączenia od wszystkich złączy do przekaźników przełączających muszą mieć dokładnie tę samą długość. Im dokładniej się to wykona, tym lepiej całość będzie działała. Gdy dawno temu robiłem próby z przenośnymi antenami Adcocka do "łowów na lisa" (i unlisa też ), to przy wykonywaniu dipoli trzeba było zachować dokładność do 0,1mm. Myślę, że gdyby zachować podobną dokładność wykonania wszystkich elementów i z wielką precyzją nawinąć cewki, to omawiane osiągi są do zrobienia.

W SALA (w sali?) ;-) na szczęście się nic nie nawija a sprzęgacze można ustawić od linijki. Wygląda zachęcająco.

mrn

Nawija się - zobacz na schemat układu elektronicznego w dokumentacji. Tego, który dopasowuje przełączniki, linię opóźniającą i posiada transformatory w.cz. Żeby uzyskać potrzebny efekt, wszystko musi być precyzyjne. Ale to naprawdę wygląda zachęcająco, ponadto podobna koncepcja była sprawdzana w konstrukcjach profesjonalnych/specjalnych.

Modeluję sobie dwie położone na jednej osi ramki, 2m x 2m każda.



Zauważam ciekawą prawidłowość: im bliżej przysuwam ramki do siebie, tym niższy jest zysk. Poniżej przykładowe wyniki dla 2 ramek pionowych, kwadratowych, metr nad ziemią, częstotliwość 3,6 MHz. W obu przypadkach program pokazuje współczynnik kierunkowości RDF około 9dB.


Ramki blisko.







Ramki oddalone o 10m.





Można więc uzyskać jednakowy RDF przy ramkach oddalonych kilkanaście cm od siebie, można też przy 10 m odległości. Jaka różnica? Otóż w drugim przypadku zysk układu anten jest o 8 dB większy (na wykresach: -21,6 dB; -13,3 dB).

Zapoznając się z prezentacjami antenty SALA warto zwrócić uwagę nie tylko na kuszący RDF ale także na wartość zysku anteny w danym paśmie. Np. poniższy wykres z materiałów publikowanych na temat anteny SALA o wysokości 2,7 metra:





-42 dB daje do myślenia. "Normalne" anteny dają 40 dB więcej.

[Edit, dopisane nieco później: anteny z rodziny ramek zakończonych rezystorem (K9AY, EWE, Flag, Pennant i ich mutacje) na 160 metrach mieszczą się w granicach między -30 dB i -20 dB, i zazwyczaj wymagają niskoszumnych przedwzmacniaczy]

Przy -42 dB w perspektywie mamy konieczność zastosowania silniejszych przedwzmacniaczy, szumy i utratę najsłabszych sygnałów.

Chyba, że zapewnimy antenie odpowiednio słuszne rozmiary.

Lub zwiększymy odstęp między ramkami

Jeszcze jedna ciekawostka: porównanie SALA z K9AY dla 1,8 MHz, przy założeniu jednakowej wysokości obu anten (7,5m):


Ant || RDF || Gain || kąt wiązki głównej


K9AY || 7,5 || -24 dB || 24 stopnie


SALA || 8,6 || -16 dB || 26 stopnie



Dane na temat K9AY wzięte z artykułu W8WWV: http://www.seed-solutions.com/gregordy/Amateur%20Radio/Experimentation/RDFMetric.htm

SALA - plik nec do pobrania: https://groups.yahoo.com/neo/groups/sharedapexloop/files


Widać, że SALA wygrywa zarówno w kierunkowości, jak i zysku. Do tego nie jest tak zależna od ziemi jak K9AY.

Pierwsze wrażenie z pojedynczego zestawu ramek z cienkiego drutu bez przedwzmacniacza (FT80C jest wystarczająco czułe na niskich pasmach). Antena działa i to ciekawie - sygnał po kierunku jest czysty, gdy na poziomej delcie ledwo nad szumy wychodzi, a na dipolu w ogóle nie słychać. Działa bez pudła także na niskich pasmach. W PL dało się odebrać w nocy sygnał rosyjskich kolei na 2.1 MHz. Radio Dechovka tez brzmi rewelacyjnie :-)
Sygnał jest słaby, ale szumy jeszcze słabsze. Trzeba koniecznie rozważyć podobne anteny na zawody na niskie pasma. Nie udało mi się zrobić tej anteny naprawdę dobrze ale pierwsze koty za płoty. Jako ciekawostkę podam, że beacon BIA, który normalnie jest dość silny, da się zdjąć sporo niżej i nie przeszkadza w odbiorze. Antena mało wrażliwa na żelastwo w pobliżu, ani na wilgotność gruntu. Mało zbiera śmieci od elektroniki. Wadą jest słaby sygnał, naprawdę słaby. Nie było stacji mocniejszej niżS9, włącznie z numerycznymi, a one przecież mocy nie żałują.

Możesz podać parę szczegółów:

- rozmiary anteny,
- wysokość nad ziemią,
- jakie duże
- i z jakiego materiału ferro wykonane sprzęgacze
- na jakim paśmie słuchałeś?

Sprawa zaczyna być intrygująca.

Ja w międzyczasie, w podróży będący, mogę jedynie badać modele w 4nec2, oto następny, pełniejszy zestaw danych porównawczych z K9AY (powtarzam tabelkę z poprzedniego postu i dodaję nowe informacje):


porównanie SALA z K9AY dla 1,8 MHz, przy założeniu jednakowej wysokości obu anten (7,5m):


Ant || RDF || Gain || kąt wiązki głównej || UWAGI DOTYCZACE POŁOŻENIA SPRZĘGACZY


K9AY || 7,5 dB || -24 dB || 24 stopnie


SALA || 8,1 dB || -12 dB || 26 stopni || sprzęgacze 4,27 m od masztu

SALA || 8,8 dB || -18 dB || 26 stopni || sprzęgacze 3,65 m od masztu

SALA || 9,7 dB || -27 dB || 27 stopni || sprzęgacze 2,44 m od masztu

To tak bardzo krótko, bo już trochę późno. Otóż antena wykonana z cienkiego przewodu powstałego z rozwinięcia skretki komputerowej. Dwie identyczne pętle powieszone do czterometrowej tyczki drewnianej (stara gałąź leszczyny). Wysokość nad ziemią dolnych części - mniej niż 30 cm. Linia opóźniająca z odcinka RG58. Elementy sprzęgające nawinięte na rdzeniach z zasilaczy komputerowych (żółte) bifilarnie, tym samym przewodem, co antena. Nasłuch na pasmach : 472-474kHz, broadcasting 1-1.2 MHz, 2.0-2.2 MHz, 3.5-3.8 MHz, a także 4-5.5 MHz. Podłączenie do transceivera za pomocą 10m kabla Rg58. Nie stosowałem żadnego dodatkowego dopasowania. To był taki spontaniczny eksperyment, na zasadzie "czy w ogóle warto się zajmować". Cóż, warto. Będzie tak samo, jak z antenami do NVIS. Tak mi się widzi. Tylko trzeba będzie te anteny wykonać naprawdę porządnie. Lepiej niż ja teraz.

Edit
Polskie stacje na 80m lecące via NVIS mają na tych pętlach bardzo słaby sygnał. To jest ewidentnie antena do Dx. Na poziomej delcie polska stacja low power (pozdrowienia dla SQ8SBP) wręcz grzmiała, a turecka była odrobinę zaszumiona, miała przeciętny sygnał. Na pętlach polskiej nie było w ogóle, a turecka bardzo głośno, czysto i czytelnie, choć na wskaźniku słabo (wszystkie były słabsze, ta antena tak ma i będzie wymagać przedwzmacniacza).

SP5XMI pisze:

Polskie stacje na 80m lecące via NVIS mają na tych pętlach bardzo słaby sygnał. To jest ewidentnie antena do Dx.

Dla NVIS powinna zadziałać każda z tych ramek sama, po odłączeniu drugiej. Wtedy ch-ka robi się taka (niebieski wykres to ch-ka pionowa, czerwony - pozioma):

Zadałem autorowi anteny (Mark, KB7GF) pytanie o brak symetryzatorów na wejściu linii symetrycznych do niesymetrycznego układu przełączników / linii opóźniającej / wzmacniacza. Patrzyłem na schemat z rysunku nr 2 artykułu w QEX (link na początku tematu).

Mark odpowiedział błyskawicznie i zamieścił zaktualizowany schemat (do pobrania tutaj: https://groups.yahoo.com/neo/groups/sharedapexloop/files/SharedApexLoopFourElementSchemRev1.pdf)

Schemat ten (w części dotyczącej wzmacniacza) nie jest ostateczny, o czym powiadomił tutaj: https://groups.yahoo.com/neo/groups/sharedapexloop/conversations/messages/301. Trzeba przyznać, że i tak w porównaniu z innymi producentami dzieli się pokaźną częścią wiedzy dotyczącej swojego dzieła.

Nie mam możliwości pobrania tego pliku.
Czy u was jest tak samo?

Co do schematu z 2-go linku (http://www.arrl.org/files/file/QEX_Next_Issue/Sep-Oct_2012/Bauman_QEX_9_12.pdf) to jest błędny.
Zorientowałem się dopiero jak tranzystor poszedł z dymem.

Marcin

Wzmacniacza nie budowałem, nawet nie analizowałem tej części układu - a to jest prawda, tranzystor jest włączony źle. Ja podłączyłem wyjście do odbiornika w miejsce kondensatora C1, reszty nie budowałem. Poza tym mam wątpliwości, czy taki wtórnik przyniósłby coś korzystniejszego. Tam trzeba będzie dać inny przedwzmacniacz. Podłączyłem całość bez symetryzatorów, po to, by sprawdzić funkcjonowanie tej anteny.

No tak...
Po pierwszym niepowodzeniu odpuściłem sobie ten temat, tym bardziej że cały mój warsztat elektroniczny to tylko woltomierz.
Po za tym czy jest sens na stawianie takiej anteny w mojej lokalizacji? Mam wolną działkę +/- 30m/30m, ale na sąsiednich stoją domy jednorodzinne a ta antena wymaga chyba jednak trochę przestrzeni.

Marcin

MCB pisze:

Po za tym czy jest sens na stawianie takiej anteny w mojej lokalizacji? Mam wolną działkę +/- 30m/30m, ale na sąsiednich stoją domy jednorodzinne a ta antena wymaga chyba jednak trochę przestrzeni.

Radykałowie twierdzą, że aby cieszyć się niezakłóconą charakterystyką tej rodziny anten trzeba je postawić 40m od wszelkich elementów metalowych (warunek dla 160m). Wtedy powinno się uzyskać spodziewaną kierunkowość, tłumienie przód/tył itp. Ale użytkownicy SAL publikują zdjęcia na których antena stoi blisko domu. I mówią, że działa.

Mogę Ci wysłać schemat. Podaj tylko swojego maila na priv.

Marcinie MCB, plik wysłałem.

Zajrzałem też do manuala anteny. Na str. 7 autor wymienia przedmioty metalowe, które ma w odległości kilku - kilkunastu metrów od anteny. Co prawda mówi o najmniejszej: SAL-12. Większe mogą być bardziej wrażliwe.