МИР ЕН-Антенн


Сайт, посвященный ЕН-Антеннам. Статьи. Описания. Конструкции. Эксперименты. Результаты испытаний.

Несколько лет назад рассчитать ЕН антенну было проблемой. Потом появились простые калькуляторы для расчета ЕН антенн, но они, как правило, имели плохую точность расчета и к тому же были на английском языке. После публикации Тедом Хартом (W5QJR) программы расчета на Excel, ситуация кардинально изменилась в лучшую сторону. А здесь уж подоспела программа Newille Wright (VK4ANW), которая несомненно позволила сделать шаг вперед. В данной статье дано описание новой программы "EHManager" которая имея преимущества последних двух программ, имеет и еще одно преимущество - русский интерфейс.

Программа рассчета ЕН антенн "EHManager" на русском языке.

Кононов Владимир ( UA1ACO )
г. Санкт-Петербург

На протяжении последних двух-трех лет я пользовался для расчета ЕН антенн, только одной программой Newille Wright (VK4ANW). Программа отличная, вычислять параметры ЕН антенн в ней легко, точность вычислений выше всяких похвал. Достаточно сказать, что после расчета, как правило, все антенны начинают сразу работать и достаточно только согласовать их по максимуму уровня поля и немного подстройкой по частоте.
Но по той массе приходящих писем, я понял, что для многих наличие интерфейса на английском языке, является "камнем преткновения", не смотря на вышеупомянутую статью на этом сайте по работе с программой Newille Wright (VK4ANW) и ссылкой на программу в Excel, переведенную мной, и на которую есть ссылка на этом сайте.
Написать эту программу заставило именно это обстоятельство. Среди моих хороших друзей есть талантливый программист Гоша, который и написал эту программу буквально за несколько часов, получив базовые формулы (предоставленные любезно Тедом Хартом). Если человек талантлив, он таланлив во многом, жизнь не раз убеждала меня в этом! Я также пользуюсь программой для снятия диаграмм направленности, в проектировании и написании которой также принимал участие Гоша... Всегда приятно работать с аппаратурой, когда весь "инструментарий" и "софт" работает как часы, а результаты испытаний всегда и сразу перед глазами. Поэтому мой низкий поклон и благодарность за эту программу и думаю, что не только от меня.

А теперь конкретно о программе.

Программа не требует инсталляции.

Интерфейс программы "EHManager V1.1" можно увидеть на рисунке Рис. 1

Рис. 1 Интерфейс программы "EHManager V1.1".

Программа максимально простая для пользователя и имеет русский интерфейс. Кроме того в программу встрен Help справочный файл. Разберем программу подробно.
Окно программы разделено на две части: в левой части находятся элементы ввода исходных данных в подразделах "Антенна", "Катушка", "Для готовой антенны".
В разделе "Антенна" вводим исходные данные для расчета конструктива ЕН антенны см. Рис.2

Рис. 2 Раздел ввода данных "Антенна".

И так, мы ввели частоту 14,1 МГц.
Диаметр цилиндра 32 мм.
Отношение длинны цилиндра к его диаметру - 3 (отношение длинны одного цилиндра к его диаметру).

Переходим к следующему разделу "Катушка", см. Рис. 3

Рис. 3 Раздел ввода данных "Катушка".

Вводим параметры катушки настройки:
Диаметр провода 1 мм.
Шаг намотки 1,1 мм. Здесь надо сказать, что шаг намотки не может быть меньше диаметра провода. При увеличении шага намотки уменьшается емкость катушки настройки (что для ЕН антенн важно) и в дальнейшем упрощается настройка ЕН антенны за счет возможности сдвинуть и раздвинуть витки катушки настройки. Так что рекомендую наматывать катушку настройки с небольшим шагом, особенно 2-3 нижних витка (где должен быть отвод для подключения кабеля питания).
И конечно вводим диаметр катушки настройки - 32 мм. Здесь требуется некоторое пояснение. Как правило диаметр катушки настройки выбирается равным диаметру цилиндров (диаметру ПВХ трубы, на которой монтируется сама антенна). Можно выбрать диаметр катушки настройки и другого диаметра, но здесь надо учесть следующее: Если диаметр катушки настройки меньше диаметра цилиндров, то видимо придется использовать входную катушку, для согласования кабеля с антенной. Если же диаметр катушки настройки больше диаметра цилиндров, то видимо придется использовать вместо входной катушки конденсатор (емкость).

И, наконец последний раздел "Для готовой антенны", см. Рис. 4

Рис. 4 Раздел ввода данных "Для готовой антенны".

* все окна ввода снабжены всплывающими подсказками (если навести на окно мышку и держать).

В окно данных "Полоса пропускания BW (КГц)" на начальном этапе настройки ничего не вводим, а после ввода всех предыдущих данных нажимаем на кнопку "Рассчет". После нажатия на кнопку в этом окне появляется значение "0". Это свидетельствует о том, что рассчет ЕН антенны уже произведен (но данные еще не выведены), а под значением "Полоса пропускания BW" подставлено значение рассчитанной полосы пропускания ЕН антенны.
Нажимаем кнопку "Рассчет" еще раз и в правом окне программы появятся ВСЕ расчетные данные ЕН антенны. После изготовления ЕН антенны по этим данным, и ее настройки, измеряем полосу пропускания изготовленной ЕН антенны по уровню 3 dB (оно, кстати, должно быть очень близким к теоретически рассчитанному и выведенному в 6-й строчке справа в окне). Вот это фактическое значение полосы пропускания мы теперь можем подставить в окно "Полоса пропускания BW (кГц)" и нажав кнопку "Рассчитать" в правой части окна в разделе "Вычисление эфективности антенны" прочитать параметры эффективности, включая: сопротивление потерь, сопротивление излучения и эффективность. Конечно такие параметры антенны, как Сопротивление Излучения и Сопротивление Потерь расчитываются с разумной погрешностью, так как эти два параметра взаимно связаны.

Об остальных выводимых параметрах говорить не будем, полагаю, что и так все предельно ясно. Все параметры и данные, необходимые для постройки и настройки будущей ЕН антенны в достаточном количестве присутствуют в правом окне расчета.

Что в этой программе нового и на чем стоит еще остановится?
Об интерфейсе на русском языке (впервые для программ расчета ЕН антенн), я уже говорил. Что еще?
Пожалуй впервые (также впервые для программ расчета ЕН антенн), в программе рассчитываются конструктивные элементы плоской ЕН антенны. Хотя здесь и нет никаких проблем для расчета, но по отзывам, у некоторых радиолюбителей это вызывает трудности.
Чуть более подробней.
В нижней части правого окна есть секция под названием "Пересчет размеров для плоской ЕН антенны". Здесь всего три размера: "Горизонтальный размер плеча" (Д), "Вертикальный размер плеча" (В) и "Расстояние между плечами" (Р). Что подразумевается под этими размерами, станет понятно из рисунка Рис. 5

Рис. 4 Рисунок плоской ЕН антенны и ее размеры.

Дальнейшие пояснения, думаю, не нужны. Следует только добавить, что параметры катушки настройки и для ЕН антенны с цилиндрами и для плоской ЕН антенны одинаковые. Также, для плоской ЕН антенны, отпадает необходимость в фазирующей катушке. Надеюсь понятно почему - нет паразитной емкости между центральным проводом и нижним цилиндром, как в цилиндрических ЕН, поэтому и не надо компенсировать эту паразитную емкость фазирующей катушкой.

В программе есть возможность сохранить рассчитанные параметры ЕН антенны в текстовый файл. Для этого в меню "Файл", есть опция "Сохранить". Сохранение происходит по стандартной процедуре Windows, с выбором пути и места сохранения.

В заключение хочу дать один совет. Хотя программа рассчитывает параметры ЕН антенны довольно точно, при практической реализации ЕН антенны (особенно если опыта изготовления ЕН антенн нет), следует добавить 2-3 витка к теоретически рассчитанной катушке настроки. Всегда проще откусить виток-два чем перематывать катушку заново при настройке.

ЗАМЕЧАНИЕ к версии программы "EHManager V1.1"
И одно замечание к программе "EHManager V1.1" (именно к этой версии программы). Программа правильно расчитывает параметры ЕН антенны только в том случае, если отношение длины цилиндра к длине катушки настройки равно 2 (как и в программе Теда Харта (W5QJR) на Excel). Если же отношение длины цилиндра к длине катушки больше двух (3,4,...6) то возникает погрешность в расчете индуктивности катушки настройки, расчектное значение меньше, чем необходимо. Этот недостаток программы планируется устранить в следующей версии программы (в версии VK4ANW он устранен путем ручного ввода этого параметра). Но это надо учитывать при расчете и изготовлении антенны: поэтому если это соотношение больше 2, то индуктивность (количество витков) надо увеличивать примерно на 1,1 - 1,3.

Вот и все "тайны" программы. Еще раз хочу выразить благодарность Георгию Галич, за оперативность, серьезный подход и внимание.

Скачать программу "EHManager V1.1" можно ЗДЕСЬ (файл ehmanager.zip 350 Kb).

Успехов всем!

73!
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
11.2009г.

Программа рассчета ЕН антенн "EHManager V1.2" на русском языке.

Прошло почти пол года... стали приходить письма от радиолюбителей, которые воспользовались данной программой. Все слова благодарности я пересылаю программисту Гоше. Кроме того выражаю благодарность некоторым радиолюбителям, сделавшим замечания по программе, и предложившим ее усовершенствовать. Особая благодарность Сергею (RV6HBG) за ценные замечания. Многие из этих предложениий внесены в новую версию программы "EHManager V1.2". В результате, удалось намного повысить точность вычислений в программе и теперь по точности вычислений она сравнима с программой Newille Wright (VK4ANW). Таким образом в новой версии, отпала необходимость в ЗАМЕЧАНИИ к программе "EHManager V1.1", изложенном в описании к этой версии программы (см. выше).
Тем не менее ряд изменений в программе, облегчающих пользование программой, перенесен в следующие разрабатываемые версии. Там же, по всей видимости, будет добавлен раздел по расчету ЕН антенны типа "Камертон" (UA1ACO). По крайней мере, такая опция планируется, если многочисленные испытания этой антенны пройдут успешно.

Теперь непосредственно о самой версии "EHManager V1.2".
Интерфейс программы "EHManager V1.1" можно увидеть на рисунке Рис. 5

Рис. 5 Интерфейс программы "EHManager V1.2".

Интерфейс практически не изменился. Введено новое окно "Емкостной фактор" в разделе "Катушка" (окно слева).
В результате этого новшества резко повысилась точность расчетов и стала сравнимой с программой Newille Wright (VK4ANW).
Как пользоваться этим окном?
В это окно надо вводить данные. Данные для ввода в это окно мы можем получить разделив длину цилиндра (одного) на длину катушки настройки (которую вычислили и она появилась после вычислений в правом окне).

Порядок работы такой:

После запуска программы вводим все исходные данные (частоту, длину цилиндра, диаметр цилиндра, соотношение L/D, диаметр провода и диаметр катушки настройки и т.д.).
В Окно "Емкостной фактор" вводим (для первого раза) просто цифру 2.
Проводим расчет антенны как обычно.
Далее вычисляем (сами) коэффициент для ввода в окно "Емкостной фактор", следующим образом: умножаем диаметр цилиндра, на соотношение L/D и получаем длину цилиндра. Затем делим эту длину цилиндра на длину катушки настройки (она вычислена в правом окне в 20-й строке в блоке "Вычисление параметров катушки настройки" и называется "Количество витков"). Результат этого деления вводим в окно "Емкостной фактор".
Производим расчет заново, нажав на кнопку "Рассчитать".
В результате пересчета у нас изменилась и длина катушки настройки. Опять повторяем операции по пункту 4 и 5.
Повторяем это несколько раз, пока расчетный и фактический результаты ни совпадут. Замечу, что большой точности добиваться не надо, достаточно получить этот результат в целых числах, но не более десятых долей. Такие же манипуляции мы обычно проводим и пользуясь программой Newille Wright (VK4ANW). В следующих версиях программы планируется этот процесс автоматизировать.

Вот пожалуй и все "тонкости" новой версии программы.
Всегда буду рад любым замечаниям и предложениям по программе. Еще раз выражаю благодарность программисту Георгию Галич, за бескорыстный труд в усовершенствовании программы.

Скачать программу "EHManager V1.2" можно ЗДЕСЬ (файл ehmanager12.zip 310 кB).

Успехов!

73!
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
04.2010г.