Yagi-antenni

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Yagi-antennin heijastimen toiminta on kutakuinkin selvä, mutta miten toimii pitkä rivi suuntaajia, miten ne reagoivat keskenään ja dipolin kanssa, vaiheistuksineen ei liene aivan yksiselitteinen asia. Löytyisikö rautalankamallia ?

Kommentit (11)

Vierailija
veikhut
Yagi-antennin heijastimen toiminta on kutakuinkin selvä, mutta miten toimii pitkä rivi suuntaajia, miten ne reagoivat keskenään ja dipolin kanssa, vaiheistuksineen ei liene aivan yksiselitteinen asia. Löytyisikö rautalankamallia ?

Ainakin minä olen ymmärtänyt asian siten, että suuntaajat ja heijastimet toimivat samalla tavalla, mutta vain päinvastoin.

Kuten varmasti itsekin tiedät, niin metallit taivuttavat radioaaltoja itseään kohti. Asiaa on ehkäpä helpoin tarkastella ajattelemalla lähetettävää signaalia... Heijastin on lähettävää (/vastaanottavaa) elementtiä leveämpi, minkä vuoksi heijastimen suuntaan lähtevä signaali pyrkii levenemään. Suuntaajat ovat vastaavasti lähettävää (/vastaanottavaa) elementtiä kapeampia, minkä vuoksi ne pyrkivät taivuttamaan signaalia keskemmäs, antennin puomia kohti.

Yagi (ja quad) antenneissa voidaan käyttää mielivaltaista määrää suuntaajia, eli ei yhtään tai niin monta kuin vain saadaan jotakuinkin järjellisen (tai järjettömän) mittaisen puomin pituudelle mahtumaan. Koska jokainen suuntaaja on aina hieman edellistä kapeampi, niin ainakin teoriassa jokainen suuntaajaa kaventaa signaalia.

Vastaanottopuolta en ole edes kauheasti vaivautunut pohtimaan... Lukemani mukaan antenni käyttäytyy ainakin likimain samalla tavalla niin vastaanotettaessa kuin lähetettäessäkin.

Ehkäpä antennipuomiin nähden poikkisuuntainen signaali 'heijastuu' useammasta elementistä lähes samanaikaisesti, jolloin antennin kentässä esiintyvät signaalin "kaiut" interferoivat keskenään, alentaen ko. signaalin voimakkuuden likimain olemattomiin... Mutta tämä nyt oli vain ensimmäinen ajatus joka sattui mieleeni ilmaantumaan.

Vierailija
veikhut
Yagi-antennin heijastimen toiminta on kutakuinkin selvä, mutta miten toimii pitkä rivi suuntaajia, miten ne reagoivat keskenään ja dipolin kanssa, vaiheistuksineen ei liene aivan yksiselitteinen asia. Löytyisikö rautalankamallia ?

Javamallia löytyy.

http://fermi.la.asu.edu/w9cf/yagipub/index.html

Sieltä sitte vaikka ite piirtelemään ja katsomaan vahvistuksia sun muita halutulla taajuudella.

Vierailija

En kyllä ymmärtänyt Unter seeboot.n ajatusrakennelmaa, itse kyllä olen uskonut että sekä heijastin että suuntaajat toimivat siinä mielessä samalla tavalla että ne molemmat heijastavat signaalin samassa vaiheessa vahvistettavan signaalin kanssa dipoliin, ja leveämmillä ja kapeammilla parasiittielementeillä saavutetaan suurempi kaistaleveys, mutta siitä huolimatta suuntaajien toiminta ei ole ihan selvää,miten hoidetaan vaiheistus oikeaksi.

Vierailija

Olivathan antennit asia, jota käsittelin esim. lisensiaattityössäni 1977. Usein oli tilanne sellainen, että mielessä oleva malli ja tietokoneohjelmien antamat tulokset olivat hieman erilaisia. Täten on aikaa turhaa yrittää mieltää niitä monimutkaisia keskinäisvaikutuksia joita todellisessa antennisissa tapahtuu. Tietokoneet osaavat kuitenkin aika hyvin ratkaista niitä, ja jos pitkään pyörittää tietokonemalleja, niin ainakin uskoo että saa asiasta jonkinlaisen näppituntuman.

Täällä äsken esitetty Jaava-malli antaa minusta hieman liian suuria gain-arvoja, siihen verrattuna mitä NEC-ojelmat yleensä antavat minun kokemukseni perusteella. Seuraavalla osoitteella voi suunnitella oman yaginsa pätevällä tavalla:

http://www.k7mem.150m.com/Electronic_No ... i_vhf.html

Yksinkertaisempikin malli yhtä pitkillä suuntaajilla antaa miltei yhtä hyviä tuloksia.

Tästäkin löytyy esimerkkejä:

http://www.supernec.com/yagi.htm

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10624
Liittynyt16.3.2005

Minä olen aina mieltänyt helpommaksi tarkastella sitä, miten antenni
säteilee, kun dipoliin kytketään lähetin.
Suuntaajien ja heijastimien ero on siinä, että edelliset ovat lyhyempiä
kuin säteilijä, jälkimmäiset taas pitempiä kuin säteilijä. Näin saadaan
sopivan vaiheiset virrat ko. elementteihin. Asiaan vaikuttaa tietysti
elementtien etäisyys säteilijästä ja niillä on luonnollisesti keskinäisiäkin
vuorovaikutuksia, kuten HSTa totesi.

Antennin kenttäkuva muodostuu elementeissä kulkevien virtojen
aiheuttamista kentistä. Voidaan rakentaa Yagia muistuttava antenni, jossa
kaikki elementit ovat yhtä pitkiä, ja niihin syötetty virta vaiheistetaan
erillisillä komponenteilla tai viivelinjoilla. Sopivasti vaiheistamalla saadaan
antenni säteilemään puomin suuntaan, tai sitten vaikkapa poikittain
puomiin nähden.

Tuosta virtojen vaihe-erosta koko asia on perimmiltään kiinni.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Vierailija
o_turunen
Minä olen aina mieltänyt helpommaksi tarkastella sitä, miten antenni
säteilee, kun dipoliin kytketään lähetin.
Suuntaajien ja heijastimien ero on siinä, että edelliset ovat lyhyempiä
kuin säteilijä, jälkimmäiset taas pitempiä kuin säteilijä. Näin saadaan
sopivan vaiheiset virrat ko. elementteihin. Asiaan vaikuttaa tietysti
elementtien etäisyys säteilijästä ja niillä on luonnollisesti keskinäisiäkin
vuorovaikutuksia, kuten HSTa totesi.

Antennin kenttäkuva muodostuu elementeissä kulkevien virtojen
aiheuttamista kentistä. Voidaan rakentaa Yagia muistuttava antenni, jossa
kaikki elementit ovat yhtä pitkiä, ja niihin syötetty virta vaiheistetaan
erillisillä komponenteilla tai viivelinjoilla. Sopivasti vaiheistamalla saadaan
antenni säteilemään puomin suuntaan, tai sitten vaikkapa poikittain
puomiin nähden.

Antennin säteilykuvio muodostuu siitä, että antennin suurtaajuiset virrat ja antennia ympäröivä kenttä hakeutuvat jonkinlaiseen tasapaonsotilaan. Perusperiaate on että antennin perusominaisuudet ovat täysin samat sekä lähettäessä että vastaanottaessa.

Tuleva kenttä siis indusoi anteeniin aivan samanlaisen virtajakauman kuin ne virrat jotka syntyvät syötettäessä antennin kaapelia pitkin tietyllä taajuudella.

Antennin vahvistus riippuu antennin keilan avaruuskulmasta suhteessa tasaiseen pallon avaruuskulmaan

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10624
Liittynyt16.3.2005

Yksi tapa lähestyä asiaa ihan vastaanoton kannalta on dielektrinen antenni,
jollaisia toisinaan mikroaalloilla käytetään. Antenni muodostuu säteilijästä,
tai vastaanottodipolista, miten vain, ja sen edessä olevasta kartiomaisesta
suuntaajasta. Usein käytetään polystyreeniä, PTFE:tä jne.

Ihan optiikan lakien mukaan voidaan osoittaa, että ilmaa tiheämpään
kartioon akselin suunnassa saapuva aaltorintama taipuu kohti kartion
akselia. Jos kartio suunnitellaan sopivasti, niin kentän maksimi
saavutetaan säteilijän kohdalla. Kyseessä ei tietenkään ole suora kartio,
muutenhan kartion kärkeen osuvat fotonit taittuisivat liikaa, ja menisivät
ohi vastaanottimesta ja lähelle kartion tyveä osuvat eivät taittuisi riittävästi
osuakseen vastaanottimeen. Kartion oikean mitoituksen jätänkin lukijalle
laskuharjoitukseksi.

Pienillä taajuuksilla tuollanen muovimötikkä on varmasti aika hankala, kun
mittaa olisi saman verran kuin vastaavalla Yagi-antennilla. Toiset ovat
ratkaisseet asian käyttämällä styroksilevyjä. Levyjen väliin on sijoitettu
aallonpituutta huomattavasti pienempiä alumiinikalvon kappaleita. Materiaali
toimii dielektreettisenä materiaalina siinä kuin umpimuovi.
Tästä on lyhyt matka Yagi-antenniin, jossa muovit ja foliot on unohdettu, ja
koko rakenne on korvattu puomilla ja lineaarisilla elementeillä.

Elementtien mitoitus jostain oudosta syystä noudattelee alussa mainitun
dielektrisen antennin muotoa.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Vierailija
o_turunen
Yksi tapa lähestyä asiaa ihan vastaanoton kannalta on dielektrinen antenni,
jollaisia toisinaan mikroaalloilla käytetään. Antenni muodostuu säteilijästä,
tai vastaanottodipolista, miten vain, ja sen edessä olevasta kartiomaisesta
suuntaajasta. Usein käytetään polystyreeniä, PTFE:tä jne.

Ihan optiikan lakien mukaan voidaan osoittaa, että ilmaa tiheämpään
kartioon akselin suunnassa saapuva aaltorintama taipuu kohti kartion
akselia. Jos kartio suunnitellaan sopivasti, niin kentän maksimi
saavutetaan säteilijän kohdalla. Kyseessä ei tietenkään ole suora kartio,
muutenhan kartion kärkeen osuvat fotonit taittuisivat liikaa, ja menisivät
ohi vastaanottimesta ja lähelle kartion tyveä osuvat eivät taittuisi riittävästi
osuakseen vastaanottimeen. Kartion oikean mitoituksen jätänkin lukijalle
laskuharjoitukseksi.

Pienillä taajuuksilla tuollanen muovimötikkä on varmasti aika hankala, kun
mittaa olisi saman verran kuin vastaavalla Yagi-antennilla. Toiset ovat
ratkaisseet asian käyttämällä styroksilevyjä. Levyjen väliin on sijoitettu
aallonpituutta huomattavasti pienempiä alumiinikalvon kappaleita. Materiaali
toimii dielektreettisenä materiaalina siinä kuin umpimuovi.
Tästä on lyhyt matka Yagi-antenniin, jossa muovit ja foliot on unohdettu, ja
koko rakenne on korvattu puomilla ja lineaarisilla elementeillä.

Elementtien mitoitus jostain oudosta syystä noudattelee alussa mainitun
dielektrisen antennin muotoa.

Kenen väitöskirjasta tuo teksti dielektrisestä antennista mahtaa olla? Onhan siinä tietenkin selostettu yksi tapa tehdä antennejä. Äärettömän paljon muitakin löytyy. Laskut ovat kyllä hankalia kun antennissa on mukana dielektrisiä aineita. Kun vaikkapa halutaan kuvata kenttiä ihmisen sisällä.

Suurimman vahvistuksen pinta-alaa kohti olen omissa laskuissani saanut seuraavan ”8”muotoisella antennilla:

Paljon parempi gain kuin paraabelilla kapealla taajuuskaistalla.

Ajattelin kysyä, että miten yagi-antenni tehdään ääniaalloille? Paraabeli toimii ainakin ääniaalloilla hyvin.

Ja kosmologisen keskustelun ja tutkimuksen kannalta on tietenkin mielekästä kysyä, että miten antenni toimii esim. erittäin alhaisissa lämpötiloissa, kun kvantti-ilmiöt rupeavat vaikuttamaan asiaan? Suprajohtavia antenneja on kyllä kokeiltu.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10624
Liittynyt16.3.2005

Ei ole nykäisty kenenkään väitöskirjasta. Onpa luettu ensimmäisen kerran
jostain insinöörin käsikirjasta, joka oli painettu joskus 1950 ja 1960-lukujen
vaihteessa.

Sittemmin asia todettu omin kokein ja työssäkin. Jääköön firman nimi
mainitsematta. Oli ihan tavallisesta pleksistä sahattuja kolmioita, sorvattuja
tötteröitä jne. Huomaa, että tuollainen sormen muotoinen sojottava
muoviantenni ei todellakaan ole minun keksintöni ja vielä vähemmän mikään
uusi keksintö. TKK:n Sähköosaston kirjastosta löytyy runsaasti asiaa
valaisevaa kirjallisuutta.

Jos tarkoitat, että minun pitäisi selittää, miten akustinen säteilijä tehdään
Yagi-antennilla, niin sitten voin sanoa, että taidat olla hiukan hakoteillä.
Yagilla tavallisesti tarkoitetaan sähkömagneettisiin ilmiöihin liittyvää säteilijää.
Ainakin Yagin väitöskirja koski nimenomaan sähkömagneettisia ilmiöitä.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Vierailija
o_turunen
Ei ole nykäisty kenenkään väitöskirjasta. Onpa luettu ensimmäisen kerran
jostain insinöörin käsikirjasta, joka oli painettu joskus 1950 ja 1960-lukujen
vaihteessa.

Sittemmin asia todettu omin kokein ja työssäkin. Jääköön firman nimi
mainitsematta. Oli ihan tavallisesta pleksistä sahattuja kolmioita, sorvattuja
tötteröitä jne. Huomaa, että tuollainen sormen muotoinen sojottava
muoviantenni ei todellakaan ole minun keksintöni ja vielä vähemmän mikään
uusi keksintö. TKK:n Sähköosaston kirjastosta löytyy runsaasti asiaa
valaisevaa kirjallisuutta.

Jos tarkoitat, että minun pitäisi selittää, miten akustinen säteilijä tehdään
Yagi-antennilla, niin sitten voin sanoa, että taidat olla hiukan hakoteillä.
Yagilla tavallisesti tarkoitetaan sähkömagneettisiin ilmiöihin liittyvää säteilijää.
Ainakin Yagin väitöskirja koski nimenomaan sähkömagneettisia ilmiöitä.

En ole kyllä kuullut, että kukaan olisi kokeillut Yagi-periaatetta ääniaalloilla, edes ajatellut asiaa. Mutta en pidä sitä mahdottomana, että rivi hieman eripituisia pianolankaresonaattoreita voisi aikaansaada jonkinlaista ääniaaltojen fokusoitumista.

Onhan ääniaalto skalaarikenttä, kun taas sähkömagneettinen aalto edustaa vektorikenttää.

Jos jollakin firmalla olisi (hinnaltaan edullisia) esim. 16 kappaletta pitkiä yagi antenneja hieman yli 400 MHz taajuudella, olisin kovin kiinnostunut.

Saisin nämä Cas A ja pulsarimittaukset parempaan malliin. Hankaluuksia on riittänyt. Kesällä huomasin vian yhdessä syöttökaapelissa, ja syksyllä ukkonen rikkoi koko joukon laitteitani. Sähköt oli kytketty pois, ja ylijännite tuli sisään maassa makaavasta kaksoisjohdosta jonka toinen pää oli auki. Mutta 15 V stabilisaattoripiiri oli räjähtänyt murusiksi, ja kaikki siihen kytketyt vahvistimet olivat rikkoutuneet.

Nyt olen kuitenkin saanut systeemejä taas toimimaan.

Uusimmat

Suosituimmat