Zaintrygowany dyskusją na temat anteny „kozie rogi” na forum sp7pki postanowiłem sprawdzić jakie będą wyniki symulacji dla tej konstrukcji w programie MMANA-GAL
Szczególnie zainteresowało mnie jaki jest kąt wiązki głównej oraz czy pochylenie płaszczyzny „rogów” od pionu wpływa na charakterystykę kierunkową tej anteny.
Cała zabawa została oparta o założenie że antena ma procować w paśmie amatorskim 20m (14MHz) w polaryzacji poziomej.
Poniższa ilustracja przedstawia uproszczony rysunek tej konstrukcji. Dwa ramiona o długości około 5,1m rozchylone pod kątem około 105 stopni, zasilane od dołu kablem o impedancji 5 0 ohm.
Pierwsza symulacja to sprawdzenie charakterystyk w polaryzacji poziomej na wysokości 3m nad gruntem. Wysokość została wyznaczona od gruntu do najniższego punktu anteny, czyli do miejsca zasilania.
Jak widać na rysunku wiązka główna rozchodzi się wzdłuż osi x (prostopadle do ramion) a jej maksimum promieniowania wypada pod kątem około 89 stopni do płaszczyzny ziemi czyli po prostu „wali w niebo”. Praktycznie mamy jedną wiązkę skierowaną pionowo w górę i trudno tu mówić że antena ta jest anteną kierunkową.
W takim razie podnosimy antenę na wysokość 10m nad ziemię
Antena uzyskuje dwie wyraźne wiązki główne których maksimum jest około 25 stopni nad horyzontem po obu stronach anteny. W zasadzie sytuacja optymalna dla pracy DX. Jeżeli zajrzymy w podręczniki uznanych autorytetów w zakresie budowy anten, to znajdziemy tam identyczną charakterystykę – będzie to charakterystyka prostego dipola powieszonego na wysokości 1/2 fali.
W takim razie antena znowu wyżej. Tym razem 15m nad gruntem
Charakterystyka anteny podobna jak dla zawieszenia na 10 metrach. Listki główne są pod kątem około 13 stopni.Niestety pojawiły się dwa dodatkowe listki w osi x pod kątem 46 stopni. Zaglądając do podręcznika widzimy w zasadzie identyczny wykres dla prostego dipola zawieszonego na wysokości 1/1 fali.
Czyli już wiemy że dla 14Mhz najlepiej kozie rogi powiesić na wysokości 10m.
Postanowiłem sprawdzić czy pochylenie „rogów” zmieni coś w charakterystyce promieniowania.
Okazuje się że pochylając pojedynczy „rogaty” dipol zawieszony na wysokości 10m nie uzyskujemy praktycznie żadnej zmiany.
Nawet położone poziomo „rogi” mają praktycznie tą samą charakterystykę i nie ma żadnej różnicy (tłumienia) w układzie przód/tył. 
Wniosek ten jest o tyle sensowny że w zasadzie identycznie „położone rogate” dipole są stosowane jako elementy sprawdzonej konstrukcji Spider Beam dzięki czemu ma ona mniejsze wymiary w stosunku do tradycyjnych anten kierunkowych.
W takim razie zostaje skierować rogi w kierunku ziemi.
Tym sposobem doszliśmy do anteny odwrócone V powieszonej na wysokości 10m (licząc od ziemi do najniższego punktu anteny – tym razem końca ramion. Mamy dwie wyraźne wiązki (przód i tył) skierowane pod katem około 33 stopni nad horyzontem, czyli efekt zbliżony do dipola na wysokości 10m.
Uwagi dodatkowe. Eksperymentując z programem w zakresie kąta rozstawienia „rogów” okazuje się że kąty100-120 stopni dają najmniejszą wartość składowej czynnej (j) w impedancji anteny. Z tego może wynikać efektywność anteny „kozie rogi” ponieważ daje się optymalnie dopasować do układu zasilającego (kabel antenowy 50ohm). W którą stronę te rogi będą pochylone nie ma już praktycznego znaczenia.
Na koniec charakterystyka 3D anteny kozie rogi powieszonej na 10m (dla polaryzacji poziomej).
Idąc dalej pomyślałem, jak z tej anteny zrobić antenę kierunkową ze skutecznym tłumieniem przód tył, ale o tym w następny wpisie.
Sławek
19 listopada 2010
Kategorie: Anteny, radiokomunikacja . . Autor: sq2hcz . Comments: 3 Komentarze
SQ2HCZ 