МИР ЕН-Антенн


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

Эта статья готовилась почти два года. Она то откладывалась в "долгий ящик", вытестненная более актуальными, то считалась очевидной и не заслуживающей внимания, то до нее просто не доходили руки. По сути - это рецензия, на часть статьи В.К. Федорова "Антенны перекрещенных полей или проигранный бой профессора Хатли", опубликованной в журнале "РАДIОАМАТОР - Бюллетень КВ + УКВ" №11 за 2007г.

"Также были проведены опыты с ЕН антеннами."
(цитата из статьи В.К. Федорова "Антенны перекрещенных полей или проигранный бой профессора Хатли")

Кононов Владимир ( UA1ACO )
С-Петербург

Два года назад один из моих корреспондентов по переписке прислал мне статью (1,7 Mb) В.К. Федорова "Антенны перекрещенных полей или проигранный бой профессора Хатли", опубликованную в журнале "РАДIОАМАТОР - Бюллетень КВ + УКВ" №11 за 2007г. Причем это письмо сопровождалось очень эмоциональными комментариями.
Я прочитал статью и вспомнил статью (3 Mb), напечатанную ранее в журнале "Радиомир КВ и УКВ" №4-5 за 2003г. "Старая теория в "новых" тенденциях практики антенн" того же автора. Было совершенно очевидно, что эта статья была оперативно-"ответной" на публикацию, вызвавшую большой отклик в радиолюбительской среде, большую обзорную статью (14,5Mb) В. Гусмана (RX3APE) "Новые тенденции в теории и практике антенн" , опубликованную в этом же журнале "Радиомир КВ и УКВ" №5-10 за 2002г. (даже название саркастически повторяло заголовок статьи В.Гусмана, а слово новые, было взято в кавычки).
Что же, аргументированная полемика всегда полезна для выяснения истины, но видимо статья 2003 года не возымела действия и поэтому была продублирована в сокращенном виде в "РАДIОАМАТОР"`е в 2007 году. Но подчеркну, аргументированная полемика, и желательно подкрепленная экспериментально.

Прочитав статью, я также был поражен изложенными в ней фактами и аргументами. Первым желанием было конечно желание взяться за "перо", т.е. написать свое мнение о статье. Но спокойно обдумав ситуацию, решил "остыть" и спокойно подойти к аргументированию своего мнения по статье.
По прошествии какого-то времени от моих корреспондентов поступили еще несколько писем об этой статье, с примерно такими же комментариями, как и в первом письме (корреспонденты считали, что я статью не читал, поэтому никак и не реагирую).
Я садился написать свое мнение, но какие-то более актуальные дела все время отвлекали. В конце концов я не рецензент и мое право и желание было реагировать или нет на данную статью, хотя проведенные автором "эксперименты" (точнее один эксперимент), вызывали улыбку и недоумение по поводу того, понимает ли сам автор, то что написал?

И вот, в прошлом году статья уже была готова, но опять навалились дела с испытаниями ЕН антенн на 160 метровый диапазон и 137 КГц и рецензия опять легла "в стол". В настоящее время, не по моему желанию, образовалось свободное "окно", и было извлечено из "стола" все законченное и незаконченное :). Надо доводить начатое до конца - это мое правило.

Но это все преамбула. Страсти давно улеглись и теперь можно спокойно и аргументированно все разложить по полочкам.
И так поговорим о вышеупомянутой статье. Для того чтобы начать разговор безусловно необходимо познакомиться с самой статьей. Статью можно прочитать в формате PDF по этой ссылке (1,7Mb).
Вначале следует отметить, что с многими положениями изложенными в статье я полностью слгласен. С другой стороны, в статье приводятся "аргументы" и "факты", которые никоим образом нельзя считать аргументами или фактами.
Но, все по порядку. Статья состоит как бы из двух частей (условно ее можно разбить на две части). Первая часть посвящена предложенной в прошлом веке (1988г.) антенне CFA и вторая часть - антенне ЕН. Я ни разу не делал антенну CFA, поэтому могу только теоретически ее обсуждать. А вот что касается ЕН антенн, на моем счету их около сотни, если ни больше!
Если не ошибаюсь, И. Кант сказал: "Теория без практики-мертва, а практика без теории-слепа".
Поскольку CFA антенну я сам не делал и не пробовал, обсуждать и высказываться о ней не буду - не знаю. А вот о части упомянутой статьи о ЕН антеннах (и особенно проведенном "опыте") стоит поговорить. Противники ЕН антенн, часто говорят: зачем писать о ЕН антеннах, явно они не работают, вы только мозги "запудриваете" людям, которые не особенно разбираются в антенной тематике. Но в основном такие высказывания можно слышать от людей, которые сами ни разу не попробовали сделать ЕН антенну, априори зная что она не работает или сделав ее поленились правильно настроить.
Приведем тот небольшой фрагмент статьи, в котором говорится о ЕН антеннах и попытаемся его проанализировать. Комментарии по тексту будут выделены красным цветом.
.....
Также были проведены опыты с ЕН антеннами. Так называемые ЕН антенны, вероятно (так вероятно или на самом деле, раз уж о них пишут в статье, зачем гадать?), появились в результате практической модификации СFА антенны. Как было сказано выше, в СFА антенне довольно трудно настроить ССУ.
При неправильной настройке существенно искажается диаграмма направленности СFА антенны, снижается мощность излучения, возрастают потери в антенне и фидере. На практике точная настройка возможна при наличии соответствующих навыков и приборов. Несомненно, указанные трудности подвели многих радиолюбителей, повторивших конструкцию СFА антенны и не справившихся с ее настройкой (о CFA сказать не могу, но это относится и к ЕН антенне - совершенно согласен с автором статьи),, к мысли исключить из конструкции D пластины. Естественно, что получившаяся антенна излучала радиоволны с круговой диаграммой направленности. В лучшем случае, при геометрических размерах, соизмеримых с длинами рабочих волн, данные антенны имели относительно высокую эффективность. При уменьшении размеров, эффективность существенно падала. Во втором случае антенна становилась укороченной, а для компенсации ее реактивности использовались различные «удлиняющие» индуктивности.
Естественно то, что изобретатели ЕН антенн не имели тех знаний (спорное утверждение, так как инженер Тед Харт (W5QJR), изобретатель ЕН антенн, всю жизнь занимался антеннами, в том числе и такими же, в начале, спорными как "Magnetic Loop" в дальнейшем широко использующимися в том числе и в армии США),, которыми обладали авторы [1], чтобы замаскировать теоретическую несостоятельность своих детищ, посему сколько-нибудь внятного описания теоретических принципов работы ЕН антенн в различных публикациях не обнаружено (здесь я частично согласен с автором статьи - теоритическая подоплека работы ЕН антенн еще где-то "бродит", но это и понятно, надо же как-то "выкручиваться" из содавшейся ситуации, чтобы объяснить как такая маленькая ЕН антенна работает и причем эффективно - не каждый за это возьмется).
Прежде всего, необходимо обратить внимание на само название данного типа антенн - ЕН. Авторы этой антенны утверждают, что данное название антенна получила по причине того, что электрические и магнитные поля в ней образуются и существуют одновременно. Но по данному принципу работают все существующие типы антенн (вот здесь автор статьи совершенно не прав и вводит читателей в заблуждение. Не понятно откуда такие утверждения? После многолетней переписки с Тедом Хартом и ознакомления с его патентом, совершенно определенно можно сказать, что ЕН антенна получила свое название ЕН из-за того, что Е и Н поля от ЕН антенны ортоганальны, но синфазны, а это уже принципиальное отличие от обычных антенн. Более того, известный радиолюбитель Dan (M0DFI) именно по фигурам Лиссажу (с помощью датчиков Е и Н полей) настраивает ЕН антенны, а не по КСВ-метру как обычные антенны! Вот здесь ссылка).
Для проверки эффективности ЕН антенны был проведен следующий опыт. Была изготовлена передающая ЕН антенна, представляющая собой две трубы диаметром 50 мм и длиной 2,4 м. (какая же это ЕН антенна?!!! длиной 5 метров при длине волны 10 метров?! Это обычный диполь - так и надо сказть: был сделан стандартный диполь, и не надо вводить читателей в заблуждение и играть словами. Настоящая ЕН антенна при длине 5 метров, на частоте 30 МГц работать будет плохо.) Трубы образовали плечи диполя с расстоянием между ними 20 см. На полученный диполь через ССУ подавалось синусоидальное напряжение частотой 30 МГц и амплитудой 20 В на сопротивлении нагрузки 50 Ом. Диполь устанавливался вертикально. Сигнал принимался на четвертьволновый штырь, оснащенный ССУ и индикатором уровня принимаемого сигнала. Напряженность поля, измеренная на расстоянии 50 м от ЕН антенны (опять игра слов? :) кого упорно обманывают? Какая ЕН?!... хорошо что дальше "расшифровано :"), по сути, являющейся «вибратором Герца», оказалась равномерной в разных направлениях.
В дальнейшем диполь был укорочен в 10 раз (длина плеч по 25 см) (для диапазона 30 МГц все равно длинновата получается, можно было бы еще в два-три раза укоротить), т.е. его геометрические размеры составляли 10% от рабочей длины волны. ССУ использовалось прежнее, сигнал на его входе имел те же параметры. Измерения приемным штырем показали, что антенна практически не излучала (полностью согласен, но это не ЕН и даже не укороченный диполь :).

Затем плечи ЕН антенны были подключены к ССУ через удлиняющие индуктивности (А вот это принципиальная и главная ошибка!!!, говорящая о том, что автор совершенно не представляет что такое ЕН антенна. При подключении индуктвностей в каждое плечо диполя, автор просто электрически удлиннил плечи диполя и получил настроенный укороченный диполь! а не последовательный колебательный контур, коим является ЕН антенна по широкоизвестной много лет схеме "Star").
Антенна начала излучать, однако измерения показали снижение напряжения на выходе приемной антенны на 23 дБ, т.е. КПД антенны существенно уменьшился (совершенно верно! Разница между укороченным и полноразмерным диполем такая и должна быть. За два года до публикации упомянутой статьи такие эксперименты уже проводились и там разница составила даже несколько большую величину в 30 dB! (вибраторы были тоньше) Так и должно быть, но при чем здесь ЕН антенна?!!! И потом, подобные эксперименты были повторены много раз для разных частот, подтвердив расчетные и практические результаты для укороченного диполя. Но опять таки, при чем здесь ЕН антенна?! если автор статьи проводит опыт с укороченным диполем, а говорит что проводит опыт с ЕН?).
Сделаем основной вывод: ЕН антенна - обычный укороченный диполь (Какой вывод?!!! Если мы сделали укороченный диполь!, то и получили результат с укороченным диполем, но при чем здесь ЕН антенна?!). При его нормальном согласовании КПД антенны пропорционально уменьшается с увеличением отношения длины рабочих волн к длине плеч диполей ЕН антенны (и здесь тоже "прокол" даже безотносительно ЕН антенны. По одному эксперименту не определить что и куда и как пропорционально меняется - это же очевидно!). Практическое использование укороченных ЕН антенн ограничено ввиду их неэффективности. В завершение отмечу, что, по сути, авторы СFА антенн (все в одну "кучу" и CFA и ЕН... можно еще и HZ приплести :) и их производных ведут нечестную политику «проталкивания» своих детищ (конечно же проведенный автором "эксперимент" - честный :) здесь или совсем не понимание или преднамеренное введение в заблуждение! кстати, ставящий под сомнение суть и правдивость всей статьи). Замечу, что ни один грамотный инженер не признал эффективности рассмотренных выше антенн. В профессиональной практике СFА (и им подобные) антенны не применяются (а здесь надо просто документы, а не рассказы посмотреть , делаем поблажку на время, но в 2007-м уже многое существовало.).

Вот такие вот комментарии к статье. Скажите теперь, возвращаясь к ЕН антеннам, кто вводит в заблуждение и мозги "запудривает" людям, которые не особенно разбираются в антенной тематике?
Я писал то, что проверял сам. Да, согласен, возвращаясь к цитате И.Канта - "практика без теории-слепа", вот и приходится тыкаться носом, не имея теории, но имея хорошие результаты. С такими "теориями" и "практиками" как в статье, мы "далеко" уедем. И самое неприятное, что нет и желания заниматься теорией, только огульное охаивание со стороны "теоретиков"! С другой стороны понятна "боязнь" - а вдруг устои "подломятся"... не надо боятся, думается, все можно объяснить и на действующем "фундаменте". Но надо и не забывать первую часть выражения И.Канта - "Теория без практики-мертва"! Кто-то же должен оживить эту "спящую красавицу"? Где вы, смелые богатыри теоретики?

73!
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
07.2010г.