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 впечатления от прочтения статьи В.К. Федорова "Антенны перекрещенных полей или проигранный бой профессора Хатли", опубликованной в журнале "РАДIОАМАТОР - Бюллетень КВ + УКВ" №11 за 2007г., и мнение моих корреспондентов по перепике в теме ЕН антенн.

"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 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, примерно c 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 (SFRT). 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, а текст самой статьи - темно-синим курсивом.
.....
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? а то можно много чего нафантазировать...),
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.
Исключать что-то из конструкции (если это вообще возможно) всегда надо с умом, опираясь на теорию, а то можно так "наисключать", что получится Микровертикал... или вообще, как у некоторых авторов, половину элементов конструкции можно убрать :) и удивляться, почему же конструкция не работает?
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,
(Это как раз не естественно и спорное утверждение, так как инженер Тед Харт (W5QJR), изобретатель ЕН антенн, всю жизнь занимался антеннами, в том числе и такими спорными (во время экспериментов с ними) как "Magnetic Loop" в дальнейшем широко использующимися в том числе и в армии США, и не только 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, тем более, что теоретические обоснования не входят в сферу изобретателя, инженера, для этого у нас есть академическая школа (вспомните, например "эффект Кирлиан" - повсеместно используется, а объяснения нет до сих пор, уж сколько лет прошло).
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 в ЕН антенне ортоганальны, но синфазны, а это уже принципиальное отличие от работы обычных дипольных антенн. Более того, известный радиолюбитель и инженер 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).

В этой части статьи самое смешное (или грустное):

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 не будет... ну хотя бы автор почитал существующую литературу по ЕН антеннам! Я не привожу цитаты из писем моих недоумевающих этим выражением корреспондентов, эти цитаты можно публиковать только приватно :-).
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.
Удивительно... зачем ССУ. Для ЕН антенны ССУ не нужно, ее можно саму согласовать с любым сопротивлением кабеля или передатчика, скомпенсировав всю реактивность на входе. Зачем ССУ?
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, что это диполь, на какое-то время автор одумался, но неправда уже "вброшена" в статью и в голову читателя!.
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 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 же не ЕН и даже не укороченный диполь :) - где для него элеменнты удлиннения?.
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 понимает что такое ЕН антенна. Для ЕН антенны НЕ НУЖНЫ удлинняющие катушки :))) При подключении индуктвностей в каждое плечо диполя, автор просто электрически удлиннил плечи диполя и получил обыкновенный УКОРОЧЕННЫЙ ДИПОЛЬ! НО! НЕ ЕН АНТЕННУ! и 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), и особо было обращено внимание, что не надо путать укороченный диполь и ЕН... но... это же надо читать :). Также и по расчетам в MMANA получается для УКОРОЧЕННОГО ДИПОЛЯ (около -30 dB)! 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, это понятно, но зачем же вводить читателей в заблуждение и обманывать их, говоря, что проводится опыт с ЕН антенной? На самом деле автор сам не понимает что такое ЕН, вот в чем дело! не преднамеренный же это обман - я далек от того чтобы так думать).
Сделаем основной вывод: ЕН антенна - обычный укороченный диполь
(Мне вспоминается анекдот с тараканом, у которого отрвали ноги, думаю все его знают: "Ученые решили проверить, где у таракана орган слуха — оторвали ему ноги и приказали: Беги! Таракан не бежит — значит, орган слуха у него в ногах!!!"
Точно так же и здесь: сделали укороченный диполь и спрашивают, работает ЕН или нет? Вывод: ЕН не работает! "Какой вывод?!!! Если мы сделали укороченный диполь!, то и получили результат с укороченным диполем, но при чем здесь ЕН антенна?!).
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" :))) Кстати, это очень показательно, если что-то не получается или нельзя объяснить - все переворачивается с ног на голову. Что не хочется слышать - то не слышат и не видят и т.д.! здесь или совсем не понимание или преднамеренное введение в заблуждение! кстати, ставящее под сомнение суть и правдивость всей статьи).
Замечу, что ни один грамотный инженер не признал эффективности рассмотренных выше антенн
(Выше, де факто, мы рассматривали укороченный диполь и, как мне кажется, только очень неграмотный инженер может поставить неэффективность укороченного диполя в сравнении с полноразмерным, под сомнение :). Если в данной статье, опыт с укороченным диполем, названным почему-то ЕН антенной, ставил инженер, то действительно можно дать мягкий совет, разобраться в сути, прежде чем давать определения и вводить читателей в заблуждение некорректными опытами, или проконсультироваться с действительно грамотными инженерами в разных странах, экспериментирующими с ЕН или емкостными антеннами, например: W5QJR, M0DFI, JA1CTB, RX3APE, 9A4ZZ, HA1VX, VK5BR, PD0G, UT4EK, WB5CXC и специалистов без позывных и т.д. (http://crossedfieldantenna.com/DocLib/marconi/Bs_Wall.pdf).
В профессиональной практике СFА (и им подобные) антенны не применяются
(а здесь можно не рассказы "грамотных инженеров", а документы конгрессменов и сенаторов посмотреть, знающих цену доллару, а также практическую и коммерческую реализацию посмотреть , делаем поблажку на время, но в 2007-м уже многое существовало и было известно..., например http://crossedfieldantenna.com/) или http://crossedfieldantenna.com/DocLib/RAI-CFA-Summary.jpg или http://crossedfieldantenna.com/DocLib/ABU_certification.pdf и т.д.

Вот такие комментарии к статье. Какие можно сделать выводы?
Самый главный вывод - смотрите, какую информацию вы получаете, кто "преподносит" вам эту информацию, есть ли опыт и наработки по изложенной теме у автора и т.д.
Оценивайте критически материал, изложенный в публикации, иначе есть определенная вероятность действительно принять укороченный диполь за ЕН антенну (тем более, что автор статьи сам в этом не сомневается и подменяет одну конструкцию другой), а значит и принять ложные выводы за истину.
Проверяйте примеры изложенные в статье по другим публикациям.
Если в статье нет никаких ссылок или на ресурсы в интернете или на литературу, сами попробуйте проверить изложенные в статье факты по другим источникам.
Я не сомневаюсь, что грамотный инженер, всегда следит за развитием техники и технологий и старается быть в курсе дел, но не слепо отрицая то, чему его не учили, а наоборот интересуясь новыми разработками и стараясь оценить их не только теоретически, но и практически, не стесняясь проконсультироваться по интересующиму вопросу у спецалистов в данной области.
Я рассказал о том, что проверял сам. Да, согласен, возвращаясь к цитате И.Канта - "практика без теории-слепа", вот и приходится как слепому проводить массу экспериментов, может быть где-то и лишних, не имея теории, но имея хорошие результаты. С такими "практиками" как в обсуждаемой статье, мы "далеко" не 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"? имея существующие практические наработки.

73!
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
2008-2010г.