¿Qué tan buena es una antena de cinta métrica de todos modos?|Hackaday

2022-12-08 12:15:13 By : Ms. Alice Ji

Los operadores de radioaficionados han jugado un juego de larga data de "¿Será antena?"Si hay algo incluso marginalmente conductivo y remotamente resonante, un radioaficionado probablemente haya tratado de hacer una antena con eso.Algunas de estas antenas convenientes en realidad resultan ser sorprendentemente efectivas, pero como podemos ver en este análisis en profundidad de las características de las antenas de cinta métrica, mucho de eso probablemente se deba a la suerte.A primera vista, las antenas de cinta métrica parecen tener mucho a su favor (solo como aclaración, la mayoría de las antenas de cinta métrica usan solo la hoja de acero de resorte de una cinta métrica, no la caja o el mecanismo de retracción, aunque hemos visto que se hace). Las cintas métricas se pueden enrollar o plegar para guardarlas, y cuando se suelten, volverán a salir para formar una estructura rígida, en su mayoría autoportante.Pero [fvfilippetti] sospechó que las cintas métricas podrían tener algunos inconvenientes eléctricos, gracias al efecto piel.Esa es la tendencia de la corriente a fluir por el exterior de un conductor, lo que a frecuencias más bajas en conductores con una sección transversal redonda resulta no ser un gran problema.Pero en un conductor rectangular delgado, un pequeño análisis magnético del método de elementos finitos (FEMM) reveló que la mayor parte de la corriente se transporta en áreas muy pequeñas, lo que resulta en una alta resistencia eléctrica, un orden de magnitud mayor que un conductor redondo.Agregue la alta permitividad del material de acero al carbono de la hoja y obtendrá algo más parecido a lo que [fvfilippetti] llama “una carga ficticia de cinta métrica”.Una posible solución: quitar la pintura de la hoja y recubrirla con cobre.No está claro si esto se intentó;Pensaríamos que sería difícil de lograr, pero no imposible, y seguramente valdría la pena intentarlo.a frecuencias más bajas en conductores con una sección transversal redonda resulta que no es un gran problemaCreo que "a frecuencias más altas" encaja mejor aquí.A frecuencias más altas, el efecto piel también se convierte en un problema en los conductores redondos.Por cierto.Eché de menos el "no".El llamado efecto piel se basa en una idea errónea de cómo funciona realmente la electricidad.No fluye a través de un material, la electricidad en realidad se transmite como un campo magnético.El efecto piel se debe a un acoplamiento menos eficiente.¿Ves la palabra 'no' metida allí?Técnicamente correcto, pero admito que también me hizo tropezar en la primera lectura.Las antenas "tácticas" VHF/UHF más populares son básicamente lo mismo: una cinta métrica ligeramente recubierta con una bobina de carga.Sin embargo, el látigo del arbusto reduce a la mitad el alcance efectivo.Por cierto.Eché de menos el "no".Entonces, ¿cuál es el trato real con eso, en frecuencias 'altas'?Uno pensaría que una cinta plana, que tiene una relación de superficie a interior mucho mayor, sufriría menos los efectos de la piel que un conductor redondo de peso equivalente.¿A menos que la corriente sea empujada hasta los mismos bordes de la cinta?* también pretendía preguntar, ¿el efecto se manifiesta principalmente en VHF, o fue objetable, digamos, a 40 m?El principal beneficio de este tipo de antena es que puede extenderla y se mantendrá en posición vertical cuando se use en VHF y UHF.A 40 m, esta antena no sería muy útil porque la cinta no se mantiene en posición vertical cuando se extiende a 10 metros, y las pérdidas resistivas se dispararían.Probablemente estaría mejor con un simple carrete de alambre, tal vez con una manivela.Aunque ahora lo estoy pensando, podría ser una forma útil de hacer una antena magnética muy portátil.El problema de tener una gran resistencia tiene que ser resuelto.Especialmente en los magloops, incluso con baja potencia puedes tener varios amplificadores fluyendo en algunas partes del bucle.Una capa de cobre podría quemarse, aunque vale la pena intentarlo.Tal vez TU cinta métrica no alcanza los 33 pies *Mira fijamente en Stanley FatMax*en realidad existe una antena comercial que se basa en una cinta métrica, pero motorizada.por lo que puede tener un dipolo o vertical para cualquier banda.el tuning no utiliza red de marcha: extiende o retrae el radiador dentro de un tubo de fibra de vidrio.No creo que sea la geometría.Como menciona, los conductores de cinta son realmente útiles debido al aumento del área de superficie en relación con el volumen total.Creo que es principalmente el hecho de que es de acero.La mayor permeabilidad por sí sola reduciría efectivamente la profundidad de la piel en ~30, y luego agregaría la baja conductividad (otro factor de 10-15) y la resistencia general es una locura.En el artículo, sí, notará que en la segunda simulación (después del revestimiento de cobre) mientras que la *densidad* actual es más alta en los bordes, no es mucho más alta, como un factor de 4. Y considerando que los bordes son solo probablemente como ~0.1 mm mientras que el ancho es probablemente de 10 mm, la mayoría de la corriente termina siendo transportada por el cuerpo de la cinta.Entonces, para la gente de TL; DR: técnicamente, la densidad de corriente es más alta en los bordes, pero ese es un efecto insignificante debido al área general insignificante.Echa un vistazo a los grandes elementos planos de esta antena satcomm (Trivac-Avant AV2040-2). Me encantaría saber más al respecto.https://i.ebayimg.com/images/g/unEAAOSwqdJiqihr/s-l1600.jpg@Bob Coggeshall dijo: “Eche un vistazo a los grandes elementos planos de esta antena satcomm (Trivac-Avant AV2040-2). Me encantaría saber más al respecto.https://i.ebayimg.com/images/g/unEAAOSwqdJiqihr/s-l1600.jpg”Eso es una antena Trivec Avant SATCOM 9.0 dBic 240-400 Mhz 200W Modelo AV 2040-2.[1]Es una antena portátil/de campo UHF-MilSatCom [2].Los elementos de "cinta métrica" ​​son autosuficientes cuando se desempaquetan.Los elementos planos grandes pueden aumentar el ancho de banda.Los transpondedores satelitales UHF MilSatCom de tubo doblado son conocidos por estar ocupados por contrabandistas ilegales.Es por eso que se venden tantas antenas desplegables de campo enrollables como esta en la web.1. Antena Trivec Avant AV 2040-2 SATCOMhttps://www.american-milspec.com/p-6375-trivec-avant-satcom-antenna-90-dbic-240-400-mhz-200w-av-2040-2-con-paquete.aspxhttps://wiki.radioreference.com/index.php/UHF-MILSATCOMHay un satélite en el espacio con uno.Un tipo en un cobertizo de Gales tiene uno ahí arriba.Compré la antena en libra tierra.El reloj parlante Sony Tick-Talk/FM AM Radio tiene una de esas antenas de estilo, es genial.Hubo un tiempo en que ninguna antena telescópica estaba a salvo de mi niño pequeño.segundo^(Cuando tenía siete años, compré un par de walkie talkies baratos.Pronto alguien en el vecindario rompió la antena al apoyarse en ella.Curiosamente, mi padre pudo conseguir un solo walkie talkie que coincidiera.Por lo general venían en parejas.Tal vez fue el mismo chico que rompió mi subfusil camuflado Mattel.Eso también lo había tenido por poco tiempo, el mismo tipo de rotura.Aunque se podría volver a pegar.Me pregunto cuán útil sería la cinta como reflector, en cambio, con el cable de antena real subiendo por el lado cóncavo.Eso solo funcionaría con un espacio de 1/2 longitud de onda entre la antena y el reflector.Era lo suficientemente bueno para usar para construir los viejos satélites OSCARS, eventualmente eso se detuvo, pero era la mejor herramienta para el trabajo cuando necesitabas una antena autodesplegable, especialmente cuando los 10 m (entre VHF bajo y HF alto) en satélites de radioaficionados eran sigue siendo una cosaCreo que fue una historia en la revista ARRL en los años 80, también hablaba de una sala limpia de láminas de plástico de bricolaje con un sistema de aire de presión positiva de vacío con filtro HEPA para mantener el polvo fuera.Ojalá pudiera recordar qué satélite para poder buscar el artículo.Swarm todavía los está usando en sus microsatélites.Entonces Oscar seis, 2m arriba, 10M abajo.Se levantó en el otoño de 1972, hace casi cincuenta años.El primer satélite de radioaficionados de larga vida, aunque no estoy seguro de que esperaran esa vida.Antes de eso, habían tenido una vida corta, por lo que usar 10M no molestaba mucho.Pero a largo plazo, cambió.Y el uso de 2M y 432 hizo que las antenas fueran más pequeñas, lo que es importante para el extremo terrestre.Me parece recordar una imagen en un manual de ARRL de décadas pasadas donde una imagen de Australis OSCAR 5 tenía una antena de cinta métrica.Ni siquiera se molestaron en quitar las marcas.Pregunta tonta: si aumentara la curvatura para que tuviera una forma mucho más tubular, ¿eso solucionaría el problema del efecto piel con los bordes exteriores?No creo que el recubrimiento de cobre ayude mucho, ya que espero que el cobre no sobreviva bien (esto supone que lo está enrollando y desenrollando para que sea portátil).Pero, IDK, no tengo ninguna experiencia con acero para resortes recubierto de cobre.El cobre, el aluminio, la plata, el zinc, el latón, etc. frente al acero superarán a la geometría cualquier día de la semana.La profundidad de la piel para cualquier material a base de hierro (bueno, excepto austenita) es simplemente terrible, las corrientes de Foucault son masivas.Y la austenita tiene una peor conductividad, por lo que sigue siendo mala en general.Como referencia, el hierro puro a 500 MHz tiene una profundidad superficial de 0,5 micras.500 nanómetros.La soldadura, que tiene una conductancia similar (en realidad peor), tiene una profundidad superficial de casi 10 micrones, o una impedancia 20 veces menor.Al principio me sorprendió leer esto porque las cintas métricas funcionan muy bien para construir los elementos de una antena de radiogoniometría.Pero, de nuevo, la alta resistencia podría ser un beneficio allí, ya que cuando te acercas al transmisor puede ser más difícil encontrar la dirección porque la señal fuerte parece provenir de todas partes.A menudo, los últimos 100 metros se logran sin antena y con el propio cuerpo como reflector.“lo que a frecuencias más bajas en conductores con una sección transversal redonda resulta no ser un gran problema.Pero en un conductor delgado y rectangular, un pequeño análisis magnético del método de elementos finitos (FEMM) reveló que la mayor parte de la corriente se transporta en áreas muy pequeñas, lo que resulta en una alta resistencia eléctrica, un orden de magnitud mayor que un conductor redondo.Como mencioné anteriormente, esto está mal.El problema no es la geometría.Los conductores planos y delgados son mejores en peso para las antenas.Centrarse en los "bordes" aquí no tiene sentido, es solo un factor de 5-10 en términos de *densidad de corriente* y el área total de los bordes en comparación con el resto de la cinta es del 1%.Entonces, la mayor parte de la corriente no se transmite por los bordes, sino por la cinta.Puede ver esto en la segunda simulación donde ahora puede ver la cinta que lleva corriente.Sí, los bordes tienen mayor densidad de corriente.No importa, son áreas despreciables.El problema es solo el conductor.Cualquier metal magnético es *terrible* para un conductor de antena a altas frecuencias: la profundidad de la piel se reduce a nada.Como se señala en el artículo, después de recubrir con cobre, la impedancia general se redujo en un factor de aproximadamente 8, que es exactamente lo que esperaría cambiar, por ejemplo, de hierro a cobre.lo siento, debería haber dicho conductores delgados.Plano vs un tubo delgado redondo realmente no importa.Pat: Subí todos los archivos de simulación para que puedas hacer una simulación de un conductor redondo de la misma área y comparar la resistencia de CA con la cinta métrica.La sabiduría común de una "conductividad superficial" es incorrecta aquí y es exactamente lo que necesita una simulación de elementos finitos, porque la solución analítica no es posible como lo es en un conductor redondo.así que realmente me gusta ver una comparación simulada de femm para demostrarme que estoy equivocado.En cuanto a las "antenas" únicas, después de comprar un sintonizador de antena VHF, un amigo y yo cargamos una escalera de aluminio, una sierra de mesa y una puerta de garaje (tipo basculante) y trabajamos con un repetidor a 65 millas de distancia, con una calidad de recepción respetable. .El objetivo de la prueba era asegurarse de que funcionaría para nuestro uso real, que era cargar un poste de montaje de teléfono de emergencia en la carretera durante una búsqueda en T.Funcionó muy bien, y hubo mucha confusión.:)Entonces, con ese espíritu, recuerde un uso comúnmente promovido para las antenas de cinta métrica: chocar contra la maleza durante una cacería a pie (o en las últimas 100 yardas de un móvil), evite el daño que se puede causar a la antena o al persona que lo lleve si usa un radiador fijo Yagi.Si bien técnicamente puede transmitir hacia ellos, están diseñados para recibir tareas, y unos pocos o una docena de dB de atenuación agregada debido a la resistencia de los elementos no es algo malo para esta aplicación.Hice una antena de cinta métrica de 2 m para la búsqueda de dirección, y funcionó mejor que una antena Arrow de $ 150 que usó un amigo mío.http://www.k4hsm.com/2010/09/my-2m-tape-measure-antenna-project.htmlUna vez me aburrí y usé un poste de luz de acero en lo alto de la montaña para la radio CB, por supuesto, tenía un medidor de fósforo y lo ajusté un poco.A continuación, creo que sé que estoy hablando con personas que piensan que estoy al lado, pero en realidad estaba al norte de ellos en un país diferente.Otra vez lanzamos la antena en el océano para ver qué pasa...Sea amable y respetuoso para ayudar a que la sección de comentarios sea excelente.(Política de comentarios)Este sitio utiliza Akismet para reducir el spam.Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.Al utilizar nuestro sitio web y nuestros servicios, usted acepta expresamente la colocación de nuestras cookies de rendimiento, funcionalidad y publicidad.Aprende más