Почему многодиапазонные антенны Butternut hf6v-X и Hf9v-X намного превосходят другие многодиапазонные вертикалы эквивалентного размера, как бы они ни были спроектированы, или независимо от количества предлагаемых диапазонов, или независимо от их цены? Ответить на такой вопрос очень просто.
В обычных конструкциях используются схемы на основе ловушек для отключения тока в верхних частях антенны во всех диапазонах, кроме самой низкой частоты.
Таким образом, в результате получается антенна, которая достигает рокового теоретического значения четверти волны только на 10 метрах. С другой стороны, в более низких частотных диапазонах совокупная нагрузка ловушек относительно более высоких частот ограничивает количество проводника, пригодного для резонанса, в результате чего значения сопротивления излучения постепенно снижаются, даже в тех диапазонах, где доступный проводник имеет длину больше четверти волны.
Сопротивление излучения — это та часть полного импеданса антенны в точке питания, которая представляет собой полезную часть, то есть мощность, фактически излучаемая антенной, а не теряемая в тепле в ловушках или зарядных катушках или заземляющих соединениях.
Секрет эффективности вертикальной антенны заключается в поддержании сопротивления излучения на максимально возможном значении по отношению к потерям в земле или проводнике. Уникальная система аккорда дифференциального реактивного сопротивления (запатентованная) Butternut позволяет резонировать весь элемент радиатора вертикальной антенны 7.9 метров на всех диапазонах, за исключением 15 метров.
Это приводит к более высокому сопротивлению радиации и, следовательно, большей эффективности, чем это возможно при использовании обычных вертикалов с несколькими ловушками одинаковой длины и работающих на одной плоскости земли. Однако даже в 15 метрах активная часть вертикалов Butternut значительно больше (целая четверть волны и выше), чем любая другая вертикальная антенна с ловушками, установленными для сравнения.
Кроме того, есть много других преимуществ, связанных с более высоким сопротивлением излучения, полученным за счёт более длинных излучающих элементов, среди которых имеет большое значение большая полоса пропускания в пределах значений КСВ гораздо более низкий и большее облучение сигнала при более низких углах волн, то есть те, которые полезны для каналов связи DX.
Попробуйте сравнить полосу пропускания на центральной частоте и выход в DX с сигналами под низкими углами между вертикалами Butternut и другими вертикалами с многополосной ловушкой: вы можете убедиться в этом лично, что нет никакого сравнения!
Секрет всегда заключается в типе эксклюзивного дизайна, который предлагает более высокое сопротивление излучения благодаря использованию цепей L-C генераторов реактивного сопротивления, каждый из которых состоит из проводников, намотанных без каркасов в форме катушки, диаметром, который может быть самоподдерживающимся, и размещён в соответствующих точках антенны с керамическими конденсаторами до 7500 В, для максимально возможного Q и минимальных возможных потерь в проводнике и диэлектрике.
Благодаря использованию комплекта TBR-160-S все вертикалы Butternut могут успешно резонировать даже на 160 метрах, а изменение диапазона от 10 до 160 метров не требует повторной настройки, оно полностью автоматическое. HF6V-X может работать, добавляя соответствующий комплект A-17-12, также на 12 и 17 метрах.
Добавление комплекта A-6 может работать даже на 6 метрах, что делает его HF-9VX, который является не чем иным, как HF-6VX с дополнительными комплектами, которые входят в стандартную комплектацию.
ЗАМЕТКИ ПО НАЗЕМНЫМ СИСТЕМАМ И РАДИАЛАМ
а) наземный монтаж вертикальных антенн
Вертикальная антенна в своей простейшей форме электрически эквивалентна половине диполя, установленного вертикально на одном конце. Земля, когда антенна установлена близко к ней, занимает место недостающей половины диполя. Если проводимость земли варьируется от «удовлетворительной» до «хорошей», то простой медный или другой хорошо проводящий штырь, вбитый в землю, может обеспечить достаточно хорошее заземление для работы с резонансом и хорошим значением КСВ.
Однако, почти во всех случаях эффективность вертикальной антенны будет выше, если для улучшения проводимости почвы использовать заглубленные радиальные антенны.
Для вертикалов, монтируемых непосредственно на земле, важно помнить:
1. Диаметр радиального проводника не имеет значения и может быть любой полезной длины.
2. Радиалы не обязательно должны быть одинаковой длины и не обязательно должны располагаться на прямой линии. Нет смысла нарезать радиальные отрезки до резонансной длины на заданной частоте, поскольку после закапывания в землю они перестанут быть резонансными.
Обычно удобнее сделать борозды в почве и вдавить в них радиальные отростки на несколько сантиметров, но их можно оставить и на поверхности, если они не представляют опасности. Большое количество длинных радиальных линий, как правило, более эффективно, чем небольшое количество коротких радиальных линий, для снижения потерь на земле, но также важно помнить, что наибольшие потери происходят на поверхности, ближайшей к основанию антенны, где сила тока наибольшая. Поэтому по этой причине предпочтительнее, учитывая определённое количество проводника, доступного для размещения, использовать большее количество коротких радиальных линий, чем меньшее количество длинных радиальных линий.
Для многодиапазонных КВ-операций наилучшая наземная система будет состоять из такого количества радиалов и такой большой длины, какую позволят обстоятельства. В некоторых случаях вместо радиальных элементов и/или заземления можно использовать проволочную сетку, при этом сетка действует как пластина конденсатора, которая соединяется с землёй под антенной.
Следует отметить, что вбитый в землю кол может использоваться только в качестве заземления постоянного тока или как точка крепления радиалов, но это практически бесполезно для уменьшения потерь на земле относительно радиочастот, хотя его и хочется заглубить на большую глубину.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЕРТИКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ
Важность снижения потерь в системе заземления можно увидеть, рассмотрев сопротивление вертикальной антенны в точке питания, которое при резонансе состоит из 3 компонентов:
1) РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ АНТЕННЫ
2) СОПРОТИВЛЕНИЕ, ОБУСЛОВЛЕННОЕ ПОТЕРЯМИ В ПРОВОДНИКЕ
3) СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗ-ЗА ПОТЕРЬ НА ЗЕМЛЕ
Ненагруженная четвертьволновая антенна имеет сопротивление излучения 35 Ом при относительно незначительных омических или проводниковых потерях. Потери из-за высокого сопротивления, вызванного плохой проводимостью заземления, могут быть очень большими, если не принять мер по их снижению. В некоторых случаях сопротивление R, связанное с потерями на землю, может быть даже выше сопротивления излучения самой антенны. Эти три компонента можно сложить, чтобы получить полное сопротивление питания резонансной антенны (нулевое реактивное сопротивление).
Согласно закону Ома, сопротивление излучения (Rr) в точке антенны можно рассматривать как отношение напряжения (E) к току (I), протекающему в антенне, то есть: Rr = E/I из этого становится ясно, что если антенна питается в точке, где ток высок, например, у основания, сопротивление излучения будет низким, и чем ниже, тем короче антенна.
Чтобы привести пояснительный пример, связанный с расчётом эффективности вертикальной антенны, мы рассмотрим потери из-за земли 15 ом, потери из-за проводника, равные нулю ом, и сопротивление излучения, равное классическому значению вертикальной четверти волны около 35 ом. Таким образом, импеданс в точке питания будет равен 15+0+35 = 50 Ом, и антенна будет идеально настроена на линию питания 50 ом.
Поскольку радиационное сопротивление-это показатель количества потребляемой мощности, которая потребляется в виде полезного облучения, а не рассеивается в тепло в земле или проводнике, радиационное сопротивление должно поддерживаться как можно выше по отношению к общему импедансу точки питания, чтобы поддерживать высокую общую эффективность системы. Эффективность, выраженная в процентах, может быть рассчитана путём деления значения радиационного сопротивления на это общее силовое сопротивление резонансной антенны. Таким образом, эффективность рассматриваемой антенны будет равна 35/50 = 70%.
Постепенно уменьшая длину проводника ниже четверти волны, сопротивление излучения быстро уменьшается, а потери из-за индукторов, необходимых для зарядов, увеличиваются.
Вертикальная длина, равная одной восьмой индуктивно заряженной волны, будет иметь сопротивление излучения, равное примерно 15 ом, а потери из-за катушек (или ловушек в многополосных системах), равные примерно 5 ом.
Учитывая то же значение, что и раньше, то есть 15 ом для омических потерь грунта, у нас будет импеданс в точке питания, равный 15+5+15 = 35 ом, и, следовательно, эффективность 15/35 = 43%.
Таким образом, из предыдущих расчётов видно, что более короткая вертикальная антенна, чем другая, обязательно менее эффективна, чем эта для данного значения потерь в земле. Таким образом, чтобы компенсировать эти потери, необходимо повысить эффективность системы за счёт создания более сложной наземной или радиальной системы. Если на самом деле из предыдущего примера можно было бы уменьшить омические потери грунта с 15 до примерно 0 Ом, это привело бы к возможной эффективности вертикали одной восьмой волны, равной 75%.
К сожалению, для достижения этого значения потребуется более 100 радиалов длиной, равной половине волны. Не все понимают такую систему, поэтому на практике необходимо смириться с достижением меньшего значения эффективности с заряженными вертикалами. Однако, несмотря на их практические ограничения, вертикальные антенны, даже собранные на неидеальной системе заземления или радиалов, часто намного более эффективны при дальнем DX-движении, чем горизонтальные диполи, которые должны быть установлены высоко над землёй, по крайней мере, в середине волны, чтобы иметь возможность излучать под низкими углами, то есть теми, которые необходимы для такого типа движения.
Если вы считаете, что такие измерения равны 20 метрам для полосы 40 метров, 40 метрам для полосы 80 и хорошо 80 метрам для полосы 160, становится ясно, как диполь на таких полосах, установленных на более низких высотах, оказывается, по сравнению с вертикалом, хорош только для движения, которое охватывает высокие углы излучения, или локальные QSO или в пределах нескольких сотен километров, за пределами которых сигналы, излучаемые и принимаемые вертикалом, становятся всё более крупными.
б) возвышенные установки с земли (на крышах, столбах, фермах и т.д.)
Проблему утечки грунта можно каким — то образом избежать, установив антенну на некотором расстоянии от поверхности грунта, на искусственную плоскость земли, состоящую из резонансных радиалов, обычно сделанных с проводниками длиной в четверть волны.
Обычно четыре резонансных радиала представляют собой систему наземной плоскости с очень низкими потерями, если основание антенны находится на расстоянии не менее половины длины волны от земли. Таким образом, эта система оказывается чрезвычайно более благоприятной с точки зрения практической реализации, чем система, состоящая из 100 радиалов и установленная на земле.
Поэтому, по крайней мере, для диапазонов до 20 метров, где половина длины волны равна от 5 до 10 метров, с такой монтажной системой можно добиться значительного улучшения эффективности рассматриваемого вертикала.
Для базовых высот менее половины волны, скорее всего, около 40, 80 и 160 метров, постепенно потребуется количество радиалов более 4 для достижения большей проводимости, чтобы уменьшить потери из-за земли под антенной.
Однако, даже при относительно небольшом количестве радиалов вертикальная антенна, достаточно приподнятая над землёй, может оказаться более эффективной по сравнению с другой наземной антенной, поскольку она выше над различными препятствиями, и, следовательно, более свободна излучать и принимать без искажений или сопряжения со структурами или иным образом.
Длина резонансных радиалов для каждого диапазона может быть рассчитана по следующей формуле:
Длина (метры) = 73 / Частота в МГц
Радиалы могут быть наклонены вниз до 45 градусов без существенного влияния на производительность или работоспособность радиалы для разных полос должны быть отделены друг от друга, насколько это возможно, а дистальный конец каждого радиала изолирован от любых опор.
Обычно можно использовать 2 радиала на полосу до 40 метров, расположенных под углом 180° друг к другу.
На не очень больших высотах от земли эта система отдельных радиалов также может представлять собой ёмкостную систему к земле, которая позволяет работать даже на 80/75 метров при низких значениях стоячей волны, но обычно требуется по крайней мере один резонансный радиал в этой полосе для получения низких значений КСВ.
Система из 12 радиалов очень хороша, но для дистальных концов радиалов требуется не менее 12 опорных точек.
Компания BUTTERNUT, известный производитель превосходных антенн, в том числе престижных вертикальных антенн, используемых во многих сферах применения DX, разработала многодиапазонный радиальный радиальный модуль, выполненный с особой стойкостью на 300 Ом, который одновременно резонирует в 10, 15, 20 и 40 метрах (комплект STR-II).
Четыре таких радиала обеспечивают по существу тот же уровень производительности, что и ранее описанная система из 12 радиалов, будучи разделёнными диапазоном за диапазоном, и имеют то преимущество, что требуется только 4 точки стыковки концов по сравнению с 12 предыдущей системой.
Эти многодиапазонные радиалы, в дополнение к необходимым для создания радиалов 4 для 30 метров и радиальных для 80 метров, собраны в комплекте под названием STR-II.
Комплект радиалов STR-II также входит в комплект крепления на крыше для вертикальных антенн (RMK-II), производимый самой BUTTERNUT, который включает, помимо радиалов, решётчатый штатив длиной около 70 см., опорная трубка для вертикальной антенны и необходимого крепежа.
В некоторых случаях физические проблемы, связанные с доступным пространством, могут потребовать использования радиального числа менее 4. Обычно рекомендуется количество по крайней мере двух резонансных радиалов на полосу, расположенных под углом 180 градусов друг к другу и расположенных в двух противоположных направлениях.
Более простая (и, несомненно, менее эффективная) система-это система, часто предлагаемая производителями антенн, то есть использующая только один радиальный сигнал на полосу.
Такая система, хотя и функционирует с точки зрения резонанса, по возможности следует избегать с точки зрения эффективности.
Поскольку для каждой полосы используется один радиальный резонанс, антенна будет излучать как горизонтально, так и вертикально поляризованную энергию, и диаграмма направленности не будет полностью всенаправленной.
Фактически, для того, чтобы получить истинное действие от сообщенной плоскости земли и, следовательно, преимущественно вертикально поляризованного излучения, необходимо использовать не менее 3 радиалов, насколько это возможно, одинаково расположенных между ними.
Независимо от количества радиалов, используемых в вертикальных антеннах, независимо от того, установлены ли они на земле или приподняты над землёй, все радиалы должны быть подключены в точке, максимально приближенной к точке подачи антенны от максимально короткого соединения.
Другими словами, если у вас есть вертикал, установленный на высоком полюсе или опоре или на крыше, вы не сможете перенести один заземляющий провод от точки питания к основанию антенны от оболочки коаксиального кабеля к возможной заземляющей плоскости или радиальным каналам, расположенным на земле, поскольку рассматриваемый один провод станет частью самой антенны, что разъединит всю систему на большинстве, если не на всех диапазонах.
Как это делается в тех случаях, когда недостаточно места для размещения радиалов?
Зная, что что-то должно быть потеряно в эффективности при замене обширной радиальной системы альтернативных систем, после долгих экспериментов Butternut вытащил электрическую систему противовеса, называемую комплектом CPK, или имитированную наземную систему, которая позволяет вертикальным антеннам типа HF6V-X и HF9V-X (но также и HF-2V) работать с низким КСВ на соответствующих рабочих диапазонах.
Эта система, состоящая из рамы около 3 метров в сторону, состоящей из 2 алюминиевых элементов, расположенных поперечно и соединённых на концах специальной медной косичкой, и оснащена особым дросселем в основании, выполненным с помощью коаксиального кабеля RG-11/U на 75 ом, позволяет вертикалам Butternut конкурировать по эффективности с любой другой вертикалью торговли, которая имеет систему заземления на основе коротких радиалов, в том числе благодаря высокому сопротивлению радиации вертикального элемента.
Комплект CPK теоретически также можно использовать с вертикалами с четвертьволновым захватом другой марки, чтобы получить низкий уровень КСВ и повышенная эффективность на всех рабочих диапазонах, но поскольку он был изучен только на вертикалах Butternut, у производителя нет конкретной информации о совместимости и способах установки на базе других антенн, которые ещё предстоит проверить отдельным экспериментатором (некоторые OM, однако, сообщили, что испытали комплект CPK, адаптировав его по-своему на основе вертикалей Hy-Gain, ECO,Cushcraft, KLM и других брендов с большим успехом).
Комплект CPK не претендует на замену исключительной радиальной системы, но, безусловно, помогает значительно уменьшить потери, связанные с землёй, которые во многих случаях делают вертикалы, как мы увидим более подробно в анализе, приведённом в ходе статьи, малоэффективных радиальных систем.
Комплект CPK является скорее электрической заменой недостающей половины диполя в том смысле, что проводники, составляющие электрическую систему противовеса, в сочетании с поставляемой линией импеданса 75 Ом (используется или нет в зависимости от условий), помогают генерировать значение реактивного сопротивления, достаточное для того, чтобы вся структура резонировала, как если бы это была электрическая полуволна.
Ещё лучшие результаты получены путём размещения основания антенны достаточно высоко от земли.
Металлические решётки и столбы
Если антенна поддерживается фермой или металлическим столбом, все радикалы должны быть подключены к опоре в точке заземления коаксиального кабеля. Это связано с тем, что одной из функций резонансного радиала является определение металлической структуры, используемой в качестве опоры для тех токов, которые в противном случае протекали бы через саму структуру, и, таким образом, превращение антенны в вертикальный длинный провод с нежелательным излучением под большим углом, что очень плохо для DX (так называемый облачный нагреватель!).
Другие схемы сборки
В случаях, когда резонансная вертикальная антенна не может быть установлена на земле или использована с приподнятой заземляющей плоскостью, её работа всё равно может быть возможна, если заземление коаксиального кабеля подключено к довольно большой металлической массе, которая либо напрямую, либо ёмкостно подключена соединённые с землёй, например, системы кондиционирования воздуха или центрального отопления, а также железные стержни или большие массы из железа и стали, входящие в состав каркаса зданий. Некоторые радиолюбители сообщали об интересных результатах, полученных при размещении своих антенн горизонтально или полувертикально от больших перил или металлических массивов балконов или террас, которые служили заземлением.
Вы также можете рассмотреть возможность удлинения антенны с балкона или окна, если проложите короткий отрезок кабеля или медной полосы от основания антенны до трубы с холодной водой или радиатора, который будет выполнять функцию массы. Однако если это соединение довольно длинное, может потребоваться использование настроенных радиалов для получения резонанса на одном или нескольких диапазонах.
При установке таких устройств необходимо проявлять особую осторожность, чтобы не допустить контакта с кабелями, находящимися под напряжением, или с антенной, которые могут упасть на людей или чужое имущество.
Установки с автодомами, караванами или другими мобильными транспортными средствами
Принципы установки вертикальных антенн на таких транспортных средствах такие же, как и для других установок, и все они приводят к тем же соображениям:
Первый вариант — установить антенну вдали от препятствий, в том числе и от самих мобильных транспортных средств.
Второй способ — установить под основанием антенны систему заземления, максимально эффективно минимизирующую потери от радиочастотных токов, протекающих в земле.
К счастью, металлические массы караванов, кемперов, караванов и автомобилей могут быть использованы с отличными результатами в качестве наземных плоскостей, а также для небольших антенн от автомобилей, привинченных к крышам. Такие металлические кузова можно рассматривать как арматуру конденсатора. Поскольку даже самые маленькие автомобили имеют довольно большую металлическую поверхность по сравнению с этой функцией, и, кроме того, в непосредственной близости от земли, их кузов можно рассматривать как ёмкостно связанный с землей ниже, и, следовательно, реальное расширение самой земли: своего рода холм, что касается радиочастот, но с гораздо большим коэффициентом проводимости, чем сама земля.
Очевидно, что чем больше будет транспортное средство и, следовательно, металлическая масса, тем выше будет производительность установки. Несмотря на то, что в мобильных установках антенна может быть размещена в любом месте и работать с низким КСВ, лучшее место для установки антенны, несомненно, находится в центре металлической крыши, где она не «покрыта» другими компонентами транспортного средства. Однако, в случае установки длинной вертикальной антенны базового типа это оказывается недостаточно осуществимым. Таким образом, на практике лучше всего установить антенну с основанием на высоте крыши, например, на опорном столбе, расположенном вдоль одной из самых больших сторон движущейся среды, дома на колесах или другого.
Во всех случаях антенна не должна быть отодвинута или поднята более чем на несколько сантиметров от крыши движущейся среды, чтобы сделать заземление между коаксиальным кабелем у основания антенны и крышей или кузовом транспортного средства как можно короче. Фактически, это соединение, если оно слишком длинное, может десинтонизировать антенну.
Конечно, также хорошо убедиться, что различные части кузова автомобиля электрически связаны друг с другом. На самом деле это не редкость, когда окрашенные металлические детали перед сборкой не обеспечивают электрическую непрерывность, или неметаллические детали «разрывают» непрерывность соединений между металлами.
Кроме того, металлические разрывы могут привести к облучению гармоник и TVI. Если вы используете стойку BUTTERNUT, имейте в виду, что нижняя монтажная труба основания идеально подходит для установки в столб с наружным диаметром 1,25 дюйма и толщиной 0,058 дюйма. Для других вертикалов могут потребоваться другие меры по монтажу.
«Полуволновые вертикалы» Вертикалы «без радиалов», «Короткие с высоким коэффициентом усиления» и другие псевдотехнические идиозы
Следующие параграфы призваны помочь тем, кто рассматривает возможность приобретения вертикальной антенны.
В настоящее время, по сути, из-за низкого уровня технической информированности, характерного для радиолюбителя, независимо от того, имеет ли он лицензию радиолюбителя или нет, реклама, касающаяся некоторых типов антенн, может позволить себе обещать чудеса и тому подобное.
Яркий пример — некоторые сверхкороткие вертикалы, которые рекламируются как имеющие усиление 7–9 дБ и более, что зачастую нелегко получить даже с направленными антеннами!!!
Конечно, в таких случаях никогда не выражается способ измерения этих значений, а также не упоминается модель, взятая для сравнения (например, горизонтальный полуволновый диполь в свободном пространстве, обычно понимаемый как ссылка некоторыми серийными компаниями-производителями и выраженный в их каталогах). Ещё более интригующим может быть измерение усиления, относящееся к так называемому изотропному источнику, по сравнению с которым полуволновый диполь в свободном пространстве (следовательно, идеальный) должен иметь усиление 2 дБ.
Поскольку вертикальная четвертьволновая антенна должна иметь +0.8 дБ по сравнению с теоретическим изотропным источником, мы не понимаем и не объясняем, как сверхкороткий вертикал может иметь усиление 7-9 дБ и более.
Очевидно, что производитель, не имея единицы измерения образца, предполагает изотропный источник, относящийся к источнику родниковой воды, луже или мокрой обуви. Здесь, возможно, в этом случае усиление 9 дБ и выше может быть выдано за реальное.
Между тем, однако, в ожидании определения универсально действительной методики для измерения «прибыли» антенн, престижная ARRL, дочерняя Американская ассоциация ARI, не позволяет QST, своему официальному журналу-органу, показывать цифры, связанные с прибылью, указанной производителями, которые не могут быть рекламированы.
Таким образом, те, у кого есть соответствующие цифры и культура, смогут определить, насколько допустимой может быть антенна, на основе таких параметров, как длина радиатора и количество радиалов в четвертьволновых вертикалах, длина стрелы и количество элементов в директах в зависимости от типа (квадраты, дельты, яги и т.д.).
Однако те, кто не желают углубляться в такие понятия, неизбежно становятся (и, возможно, справедливо) жертвами таких рекламных объявлений.
Поэтому ниже мы попытаемся дать грубое объяснение некоторым «явлениям» и помочь тем, кто не смог рассчитать, насколько это возможно, эффективность вертикальной антенны, не попадая в некоторые искусно натянутые «ловушки».
В последние годы на рынке появились некоторые «новые» вертикалы более или менее без радиалов. Их производители, возможно, чтобы избавить покупателя от беспокойства по поводу того, что происходит с их драгоценной радиочастотой, когда она покидает антенну, просто игнорируют потери, связанные с землёй, или не говорят ничего полезного (или истинного) о таких потерях. Однако земля и связанные с ней потери, естественно, всегда находятся в одном месте, поэтому трудно понять, как эффективность таких антенн может быть выше 50% в большинстве околоземных установок.
Но не являются ли эти антенны «половинными волнами» и, следовательно, более эффективными, чем «четвертьволны»?
К сожалению, ответ в таких случаях-нет.
Действительно, в одном случае, например, так называемая «половина волны» даже короче, чем «четверть волны» того же производителя, действительно любопытный факт, который не находит объяснения ни в одном тексте.
Другой производитель предлагает «полуволновую» антенну для КВ не выше 3,80 метра, в то время как другой производитель предлагает простую «четверть волны», по сравнению с которой предыдущие «полуволны» бесконечно короче, и что вы хотите, чтобы вы поверили, что она может предложить 90% эффективности с как раз радиальными 3, спасибо своя централизованно расположенная система питания, которая, как утверждается, увеличивает сопротивление радиации одновременно к исключать потери земли. К сожалению, как хорошо видно из книжной антенны ARRL, такой метод будет производить гораздо более низкое сопротивление излучения, чем вертикальная четвертьволновая антенна той же высоты и подаётся на основание.
Кроме того, что касается потерь земли, неясно, как точка подачи вертикальной антенны может изменить проводимость почвы под ней и вокруг неё.
На самом деле утечки земли находятся в земле, а не в проводнике.
Как только эти концепции будут объяснены, мы подробно рассмотрим некоторые вертикали торговли, для которых некоторые технические характеристики были импортированы непосредственно из страны грёз. Что общего у изготовителей таких антенн, так это очевидное плохое рассмотрение (где это даже не презрение) интеллекта на базовом уровне радиолюбительского типа и неопровержимых понятий, выраженных в технических текстах, таких как цитируемая и уже упомянутая ARRL Antenna Book.
Пословица гласила, что у тех, у кого нет хорошего мозга, должны быть хорошие ноги. В некоторых случаях можно смело перефразировать такую пословицу, говоря, что у тех, у кого нет хорошего мозга, должно быть много денег, поскольку некоторые антенны действительно стоят дорого по сравнению с тем, что они дают.
Это не означает, что те, кто использует определенные продукты, не могут делать ссылки, наоборот. Фактически, когда условия распространения хорошие, DX-соединения могут быть сделаны даже с очень короткими или внутренними антеннами.
Однако, это не означает, что такие антенны очень эффективны, и это неосторожный покупатель осознаёт только тогда, когда в конце пика одиннадцатилетнего солнечного цикла, который делает возможными великолепные связи на высоких диапазонах даже с низкой мощностью и небольшими антеннами, он хочет вступить в конкуренцию с другими, стремящимися подключить ту же самую станцию DX, возможно, на более низких диапазонах, тип 20, 40 или 80 метров, распространение теперь безнадежно закрыто или почти на более высоких диапазонах.
Тот, кто приобрел определенные «чудодейственные» антенны во время пика солнечной активности, в момент падения солнечных пятен начнёт задаваться вопросом, действительно ли такие чудеса всегда возможны или они связаны с различными факторами. В конце концов, он когда-нибудь проводил прямые сравнения с другими антеннами, переключая час друг на друга?
И кроме того, как получилось, что друг с вертикалом, который стоит намного дешевле, но длиннее, и с хорошей радиальной системой, которая раньше соперничала с ним на высоких диапазонах, когда условия были хорошими, теперь систематически переключается на его сигнал и соединяет DX, пока он безнадёжно продолжает звать и звать, но пусто?
Давайте углубимся в подробности, взяв и углубившись в тему, связанную с потерями земли для наземных антенн.
Мы видели, что кто-то пытался переписать законы физики, рекламируя вертикальную антенну, работающую «без потерь, связанных с землёй». Если бы это было правдой, этот производитель получил бы Нобелевскую премию по физике, и вся индустрия станций Broadca — sting была бы полностью революционизирована. К сожалению, это утверждение совершенно необоснованно по действительно очевидной причине: потери, связанные с землёй, возникают из-за того, что радиочастота проходит через землю, которая, в зависимости от проводимости, которая её характеризует, более или менее является источником ослабления. Очевидно, что они связаны с землёй и её химико-физическим составом, а не с проводником, который составляет антенну.
Читая книгу антенн, мы обнаруживаем, что в среднем на установках потери грунта могут снизить эффективность вертикала на 50% или более, если радиалы не используются в количестве и длине, достаточном для улучшения проводимости грунта под антенной и вокруг неё.
Однако, похоже, что радиолюбители должны пересматривать этот основной урок примерно каждые 11 лет, когда солнечный цикл падает.
Антенна Book вполне объясняет концепцию, согласно которой для того, чтобы не иметь потерь, связанных с землей, необходимо иметь число не менее 100 радиалов длиной, равной, по крайней мере, половине волны на самой низкой частоте.
Обычно около 15 радиалов длиной 1/8 волны будет достаточно для достижения эффективности 50%, но только 2 радиала такой длины не будут превышать 25% эффективности, что будет ещё меньше, если длина используемого вертикального радиатора будет достаточно меньше четверти волны. Конечно, обещания чудес, будучи прибыльными, быстро стали популярными, до такой степени, что побуждают других строителей делать это, не поддерживая, конечно, такие обещания техническими аргументами, но только простыми претестуционными заявлениями.
Другая антенна «без радиалов» рекламируется как «полуволновая» антенна на всех диапазонах от 10 до 40 метров, хотя её физическая длина (около 7 метров) намного короче, чем реальная и честная четверть волны на диапазонах ниже 15 метров, и на эта полоса используется только часть лучистого проводника. Тем не менее, утверждается, что такая антенна является «полуволной с исключительной производительностью», несмотря на то, что она едва ли имеет длину четверти волны в большинстве диапазонов.
Поэтому мы должны сделать вывод, что истинная четвертьволновая антенна, если она выше предыдущей, могла бы иметь ещё лучшую производительность, если бы мы назвали её «полуволной» ? И как мы относимся к этому с тем фактом, что другие радиалы, кроме коротких, не могут использоваться для компенсации потерь из-за земли, иначе антенна отсоединяется и больше не резонирует? Может быть, такая антенна, вопреки всем законам физики, компенсирует потери, просто называя себя «полуволной»?
Прежде чем двигаться дальше, давайте немного разберёмся с концепцией эффективности, поговорим о радиационном сопротивлении, потерях грунта и потерях в целом.
Сопротивление излучения — это полезная часть сигнала, то есть часть, которая излучается. Это, более технически, та часть полного импеданса антенны в точке питания, которая «теряется», потому что излучается (именно то, что мы хотим). Из этого можно сделать вывод, что это не совсем потеря, но она рассматривается и рассматривается как таковая и измеряется в ом для упрощения расчётов.
Сопротивление излучения любого вертикального проводника зависит в первую очередь от его вертикальной длины (или высоты, которую вы хотите, хотя и неправильно). Для большинства вертикалов, выполненных с кабелем или трубчатыми проводниками, имеющими длину четверти волны (около 10 метров на 40 метрах), то есть электрические 90°, сопротивление излучения составляет около 35 ом, что можно предположить из ценной таблицы, также присутствующей на антенне ARRL Book.
Предположим, что мы берём такую антенну и питаем её коаксиальным кабелем 50 ом, соединяя носок этого кабеля с колом около 1,5 метров, застрявшим в земле средней проводимости у основания антенны. Сделав измерение у основания антенны, мы, вероятно, получим КСВ 1,7. Что говорит это значение КСВ 1,7? Просто, что общий импеданс в точке питания антенны должен быть равен 1,7, умноженному на значение характеристического импеданса линии (50 Ом), то есть 85 ом.
Таким образом, зная, что сопротивление излучения такого четвертьволнового проводника, как следует из приведённой выше таблицы, равно 35 ом, путем вычитания 85-35 мы получим значение 50 Ом, то есть значение сопротивления, связанного с потерями различных типов.
Отказ от ответственности: конечно, то, что не является сопротивлением излучения, является сухой потерей, которая не приносит нам никакой пользы для целей общей эффективности антенны.
Таким образом, эффективность может быть определена как отношение сопротивления излучения антенны к её общему импедансу в точке питания.
В случае, рассмотренном ранее, мы будем иметь значение 35/85 = 41%, то есть более или менее то, что мы могли бы ожидать, просто применяя информацию, содержащуюся в антенной книге о антенных системах без или с несколькими радиалами. Поэтому будьте осторожны, потому что КСВ ничего не говорит нам об эффективности антенны. Поэтому секрет, если секрет можно назвать информацией, которая была в текстах более полувека, заключается в расчете вероятной эффективности вертикального радиатора, зная сопротивление излучения и импеданс в точке питания перед любыми устройствами, которые адаптируют этот импеданс к импедансу линии, чтобы получить КСВ 1:1.
Эти ценности, как правило, не раскрываются производителями, потому что это не в их интересах. Значение радиационного сопротивления можно легко вывести из таблиц, опубликованных в Antenna Handbook, при условии, что можно определить, какая часть вертикальной антенны с ловушкой, например, используется в данной полосе. В приведенном выше примере мы рассмотрели вертикаль длины, равную истинной четверти волны, чтобы мы могли использовать известное значение 35 ом относительно сопротивления излучения для применения к формулам.
Другим известным значением является значение 75 ом, относящееся к сопротивлению излучения антенны длины, действительно равной полуволне, или 20 метров в диапазоне 40 метров. Однако мы знаем, что такие длины, будучи непрактичными, далеки от характеристик коммерческих антенн, и поэтому значение, относящееся к соединенным антеннам, будет намного ниже. Возможно, однако строители хотели бы, чтобы значение 75 ом относилось к полуволне, чтобы заставить их поверить в то, что эффективность выше….
Чтобы кратко изложить основные понятия, мы ещё раз скажем, что для того, чтобы вертикальная антенна была эффективной, сопротивление излучения должно быть максимально высоким, в то время как сопротивление потерь, которое вместе с сопротивлением излучения образует входной импеданс антенны, должно поддерживаться на минимально достижимом значении.
Сопротивление излучения почти полностью зависит от длины вертикальной структуры и быстро уменьшается ниже электрической четверти волны, даже если такую антенну называют «полуволной». Сопротивление потерь от проводников довольно большого диаметра (полдюйма или более) довольно низкое, и его можно игнорировать.
То же самое нельзя сказать о потерях, связанных с землёй, которые могут легко рассеять большую часть применяемой вами мощности.
Кроме того, следует учитывать и другие потери, а именно потери проводников ловушек, настроенных цепей, используемых для создания единого проводника, работающего в ряде полос частот. Если у вас нет чётких понятий, изложенных до сих пор, вернитесь и перечитайте их несколько раз, пока вы не поймёте их полностью.
В дополнение к удовлетворению того, что вы полностью узнали о понятиях, вы также будете иметь в руках (или, лучше сказать, в голове) инструменты, которые позволят вам сделать мудрый выбор, не тратя излишне деньги, привлечённые привлекательной рекламой.
Но вернёмся к нашим чудесным коммерческим вертикалам, в частности к той, которая обещала не иметь потерь, связанных с землёй. Решение, которое, согласно рекламе, позволяет этой антенне устранять утечки земли, — это точка подачи. Большинство вертикалов с полной или соединённой четвертью волн обычно питаются от основания, где ток высокий, а напряжение низкое, что отлично подходит для коаксиальных кабелей с довольно низким импедансом. Вместо этого эта антенна подается в точку, которая находится в центре вертикального радиатора, при этом шнур питания проходит внутри нижней половины радиатора и снова появляется в его нижнем конце.
Говорят, что это решение должно привести к тому, что радиационное сопротивление возрастет до 50 ом, одновременно устраняя потери грунта, как это сделала бы система, которая обычно требует, как мы уже видели, не менее 100 длинных радиалов. Следовательно, он говорит, что такое решение должно позволить такой антенне достичь примерно 90% эффективности, с хорошим спокойствием всех, кто живёт в мире грёз.
Как мы уже видели, на самом деле потери грунта остаются таковыми, поскольку они связаны не с антенной, а с характеристиками самого грунта. Кроме того, подавая вертикал длиной в четверть волны в центре, а не в основании, сопротивление излучения уменьшается, а не поднимается, как рекламируется.
В поддержку этого мы, как всегда, цитируем антенну Book, в которой мы читаем (перевод):
«……чтобы иметь оптимальную производительность, соединенная антенна должна быть сделана не короче, чем требуют физические обстоятельства, поскольку эффективность быстро снижается по мере уменьшения длины антенны. Например, антенна с центральным питанием общей длины, равной четверти волны (половина длины, следовательно, равная электрическим 45°), имеет сопротивление излучения, равное 7 x 2 = 14 ом, как можно вывести из таблицы 2.»
Этот отрывок появляется в ходе обсуждения горизонтальных скрещенных антенн, эффективность которых не сильно снижается за счёт потерь грунта на высотах от земли выше четверти волны, до такой степени, что в хорошо реализованных конструкциях они имеют КПД до 80%, даже в случае довольно низкого сопротивления излучения. Но вертикальные антенны нельзя считать подвешенными горизонтально над поверхностью земли!
Отрывок из рассмотренной из книги антенн описывает вертикальную антенну, о которой мы говорили ранее, настолько хорошо, что у нас может возникнуть соблазн подумать, что её конструктор забыл работать с вертикальным, а не с горизонтальным диполем, и поэтому просто проигнорировал потери земли, которые в вертикально установленной антенне были установлены. Это другой конец диполя. Когда затем потери грунта всплыли в виде более высокого входного импеданса, дизайнер, возможно, подумал, что он сталкивается с более высоким сопротивлением излучения.
В любом случае, учитывая, что потери грунта в значительной степени влияют на эффективность вертикала, давайте приведём ещё один простой пример, чтобы увидеть, как эта «революционная новая технология» может работать на практике. Если радиационное сопротивление рассматриваемой антенны, как видно, составляет всего 14 ом вместо ожидаемых 50 ом, эффективность становится равной 14, делённой на общий импеданс питания.
Но каков общий импеданс питания? Поскольку потери земли всегда есть, отсутствие заметного количества радиалов, и это может быть доказано, поскольку КСВ равен 1:1. Поскольку сопротивление потерь равно разнице между общим значением импеданса питания и значением сопротивления излучения, мы, таким образом, уверены, что есть потери, которые, безусловно, откуда-то пришли, и что они равны 50-14 = 36 ом. Каким бы ни было происхождение, потеря всегда есть потеря. И эффективность системы не может быть лучше, чем 14/50 = 28%, что далеко от 90%, обещанных рекламой продукта.
Для того, чтобы эффективно использовать для расчётов, подобных тем, которые представлены в таблицах справочника, упомянутых в этой статье, не забудьте преобразовать высоту антенны, которую вы собираетесь рассмотреть в электрические градусы: четверть волны будет равна 90°, половина волны — 180°, и так далее.
Теперь, когда вы знаете, как использовать эти данные, у вас не должно возникнуть проблем с выполнением вычислений самостоятельно.
Таким образом, те, кто читал статью до сих пор, будут ясно понимать, что если антенна очень короткая ниже четверти волны, сопротивление излучения, следовательно, будет ниже, и любое другое сопротивление потерь в цепи станет всё большей частью общего входного импеданса антенны.
Следовательно, эффективность также будет ниже, если только вы не компенсируете потери и не сделаете их как можно ниже. Что ?
До появления «полуволновых» и «без радиальных» антенн и других чудесных изобретений те, кто хотел повысить эффективность коротких антенн, имели только один способ: увеличить радиальную систему, установив несколько длинных.
Однако в этот момент произошел странный факт: по мере того, как потери, связанные с сопротивлением земли, опускались ниже 50 Ом, и, следовательно, общая эффективность антенны увеличивалась, общий входной импеданс антенны также уменьшался ниже 50 ом.
Следствием этого стало повышение КСВ. Таким образом, выбор был между низким КСВ и хорошей эффективностью, не достижимой одновременно, если только не установить тюнер со всеми дополнительными небольшими потерями, связанными с ним.
Производители оказались в середине: если бы они действительно сказали своим клиентам установить большое количество радиалов, они, возможно, не продали бы антенну, или, как только они её продали, у них было бы большое количество клиентов, жалующихся на КСВ слишком высокий.
Таким образом, по одному за раз производители в большом количестве начали уделять всё меньше и меньше внимания уменьшению потерь на земле, хорошо зная, что общая эффективность системы пострадает, но что дюжина ом или более сопротивления потерь в общем импедансе в точке питания антенны поставит их в тупик. конец жалоб на высокий КСВ. Вероятно, многие из «без радиальных» и «полуволновых» антенн решили проблему именно таким образом, то есть обеспечив хорошую долю сопротивления утечки, чтобы приблизить входное сопротивление к 50 Ом, к радости всех, кто они думают, что достаточно иметь низкий КСВ чтобы антенна была эффективной.
Но, возможно, мы просто наблюдаем продолжение длительного периода «перевоспитания» плохо подготовленных мозгов, в конце которого некоторые радиолюбители будут твёрдо убеждены в том, что потери, связанные с землёй или чем-то ещё, являются чем-то положительным для выращивания.
В пояснениях изготовителя антенны «без утечек земли» говорится (перевод):……многодиапазонная вертикальная антенна обязательно должна иметь утечки на землю, чтобы работать должным образом! Вот почему такая антенна, установленная на крыше (вдали от земли), будет трудно работать хорошо на всех диапазонах…..
В соответствии с этой концепцией его антенна, устранив такие утечки, вместо этого может безопасно работать на крышах, а также на земле. Другие производители «полуволновых» без радиалов, возможно, не заходят так далеко в искажение теории работы антенн, но стремятся внести свой вклад, пытаясь, насколько это возможно, запутать критические возможности мира радиолюбителей.
Рассмотрим, например, «полуволновую» антенну без радиалов, о которой мы говорили ранее. По сути, это проект, основанный на использовании нескольких ловушек. Это не что иное, как параллельные схемы АККОР — данных типа L-C, вставленные вдоль вертикального проводника в различных точках, где им поручено представить высокий импеданс входящей радиочастоте на резонансной частоте ловушки.
Для каждой полосы используется ловушка, и каждая из этих ловушек практически «блокирует» протекание тока через неё по этой полосе. Поэтому на практике в данной полосе используется только часть проводника, которая доходит до ловушки, в то время как часть выше этой, как будто ее не существует.
Таким образом, хотя вся антенна имеет высоту около 7 метров от точки подачи до вершины вертикального проводника, только на 40 метрах эта длина используется в полном объёме. Однако полная четверть волны на 40 метрах равна примерно 10 метрам, что означает, что в этом диапазоне эта антенна примерно на 3 метра короче. Следовательно, его электрическая длина будет равна примерно 60°, а сопротивление излучения составляет всего около 13 ом.
Семь радиалов, которые действуют как «counterpoise» у основания антенны в точка питания, всего 49 дюймов в длину, конечно, не может гарантировать заметное облучение, в том числе потому, что любой ток, протекающий в каждом из них, будет горизонтально поляризован и, кроме того, в значительной степени очищен равными и противоположными токами в других радиалах с противоположной стороны антенны.
Как определить эффективность такой антенны, зная с достаточным приближением сопротивление излучения от длины используемого проводника, но не зная полного импеданса в точке питания? Производитель даёт кривые КСВ полоса за полосой, которая довольно близка к 1:1 к резонансу. Мы могли бы использовать эту информацию, если бы у основания антенны в точке питания не использовалась широкополосная тороидальная аккордовая система для достижения низкого КСВ. Во многих диапазонах. Без сомнения, такая система согласования — хорошая идея, потому что, по крайней мере, на одной полосе комбинированная сумма сопротивления потерь и сопротивления излучения будет настолько больше, чем 50 Ом до согласования, что мы не сможем легко отделить значение сопротивления потерь от целого.
На самом деле гораздо проще сделать достаточно точный расчёт эффективности, когда сумма сопротивления РА-диации и сопротивления потерь Š ниже 50 ом.
Тем не менее, мы попытаемся сделать это двумя способами, а именно, используя:
1) информацию о КСВ, предоставленную конструктором
2) наблюдение, содержащееся в книге антенны ARRL, в которой говорится, что от вертикала до полной четверти волны с 2 радиалами длиной 1/8 волны можно ожидать эффективности 25% , и постепенно снижается по мере того, как антенна соединяется.
По совпадению радиалы, используемые в вертикале, рассматриваемым в нашем примере, и два радиала 1/8 волны на 30 метров имеют примерно одинаковую общую длину проводника, поэтому две системы должны быть примерно эквивалентны. Если наш вертикал занимает около 40 метров длиной около 7 метров, то есть электрические 60°, его сопротивление излучения будет равно, как видно, примерно 13 ом.
Если КСВ равен 1:1, сопротивление потерь будет равно 50-13 = 37 ом, что приведёт к эффективности 13/50 = 26%, что очень близко к вертикалу антенны Book только с двумя радиалами 1/8 волны на частоте, но на целых 3 метра выше, чем у антенны Book. Эта, для которой, следовательно, эффективность, вероятно, будет даже меньше.
На 30 метрах мы всё ещё ниже четверти реальной волны, так как используются только около 5.5 метров проводника, или около 67° электрические, что приводит к сопротивлению излучения на этой полосе около 18 ом. Имея в виду низкое значение КСВ, мы будем иметь для обычных расчётов около 32 Ом радиационного сопротивления с эффективностью 18/50 = 36%, значение немного выше, чем предсказано антенной Book, что, однако, также может быть возможно в присутствии земли с низкими потерями, то есть с очень хорошей проводимостью.
На 20 метрах сопротивление излучения имеет очень высокое значение, около 35 ом, поскольку общая длина проводника, используемого на этой частоте, наконец, является честной четвертью волны, то есть электрическими 90°. Указанный КСВ составляет 1:1, поэтому общий импеданс питания после преобразования может достигать примерно 55 ом с эффективностью 35/55 = 63.6%.
Это значение, по-видимому, противоречит значению 25%, выраженному в антенной книге, но мы должны учитывать, что общее сопротивление перед системой аккорда должно было составлять около 35 ом плюс некоторое другое неизвестное значение сопротивления потерь, и что значение КСВ, сообщённое производителем, скрывает всё, кроме примерно 20 ом сопротивления утечки.
В любом случае, если у нас было 37 ом сопротивления потери земли в 40 метрах и 32 Ом в 30 метрах, мы можем довольно безопасно экстраполировать значение около 30 ом в 20 метрах, и в этом случае истинная эффективность, вероятно, будет ближе к 35/65 = 53.8%.
Однако давайте помнить, что на основе данных антенны Book требуется не менее 15 радиалов от 1/8 волны (система, следовательно, намного более обширная, чем используемая система радиалини) для достижения эффективности 50%. Поэтому более низкое значение этого кажется гораздо более разумным для нашей антенны. На 17 и 15 метрах сопротивление излучения должно составлять около 35-50 ом с примерно такой же эффективностью или немного лучше, чем на 20 метрах.
Приближаясь к 10 метрам, мы начинаем видеть значение эффективности, которое можно было бы приблизить к 100%, если бы не потери земли. На 12 и 10 метров, на самом деле, активная часть радиатора равна примерно 120° электрические. Ни в этом случае мы не говорим о «полуволне» (180°), но, предполагая фиксированное значение сопротивления потери земли, мы можем, однако, считать действительным значение эффективности, немного превышающее четвертьволновую антенну.
Однако значение КСВ 1:1, выраженное производителем, создаёт проблему: если сопротивление излучения такой антенны длиной 120° равно 100 Ом, это означает, что это значение равно общему импедансу в точке питания! Что не так со всем этим ?
Во-первых, это означало бы отсутствие сопротивления утечке, и это, очевидно, невозможно, учитывая плохую используемую радиальную систему. Это правда, что площадь, покрытая радиальной системой, становится больше с увеличением частоты, но потери земли также становятся больше! Поэтому мы должны сделать вывод, что схема аккорда у основания антенны не обходится без этого сопротивления утечки и не превращает его во что-то полезное.
Просто он преобразует общий импеданс питания (сопротивление излучения и потери) в другое значение в пользу КСВ и усложняет задачу идентификации и разделения двух значений, используя простые методы, описанные ранее, для тех, кто хочет узнать больше о глобальной эффективности. Всё, что КСВ говорит нам, это значение общего входного импеданса, но если используется система аккордов, она также может не сказать нам много. Поэтому мы должны попытаться определить правильные значения сопротивления излучения, сопротивления потери земли и сопротивления утечки из других источников.
Конечно, мы могли бы принять то, что говорит нам строитель, и отказаться от всех этих утомительных расчётов, спокойно потратив много денег, не задумываясь, но если мы остановимся на мысли, что этот строитель уже пытался скрыть от нас, как мы видели, правду о физической высоте полутораметровой антенныволна, тогда может быть……
Напомним, что полезная часть захваченной антенны-это та, которая физически используется в данной полосе, то есть часть между точкой питания и ловушкой, относящейся к этой полосе: остальная часть антенны выше этой ловушки не служит ни в малейшей степени! Такие вертикальные ловушки антенны не обязательно плохие конструкции. Это просто неэффективные антенны, и то же самое будет верно и для всех других вертикальных антенн, конструкция которых утверждает, что игнорирует потери, связанные с землёй.
Рекламные заявления, связанные с «исключительными выступлениями в полуволновом режиме» и другими подобными удобствами, очевидно, оставляют время, которое они находят, в свете этих неопровержимых аргументов. Последний любопытный факт о такой антенне, который стоит отметить 20, заключается в том, что покупатель предупрежден о том, чтобы не пытаться использовать радиальную систему, которая, таким образом, была бы несогласована, что привело бы к увеличению КСВ, согласно вышеупомянутому утверждению, казалось бы, нет другого способа уменьшить цены на антенну. Потери, связанные с землёй, и повышение эффективности.
Некоторым это казалось бы странным и серьёзной проблемой дизайна, особенно в системе, которая стоит глаз головы. Но другим это не будет иметь значения, по крайней мере, до тех пор, пока благодаря благоприятному солнечному циклу они не смогут продолжать устанавливать связи на диапазонах выше 20 метров.
Но когда высокие полосы будут закрыты благодаря солнечному циклу, который могут находится на низких уровнях, и эффективность антенны будет иметь жизненно важное значение для победы над конкуренцией на нижних 20-метровых полосах, несомненно, что они будут вынуждены учитывать этот фактор, даже если будет уже слишком поздно.
Наконец, давайте рассмотрим вертикал, недавно присоединившемуся к «семейству «вертикалов» без радиалов полуволновых». Это не выше 3,70 метра, но невероятно, как вы слышите, достигает «максимальной эффективности», по крайней мере, это обещает производитель (крупный производитель аксессуаров для радиостанции….), который обеспечивает вместе с антенной определённую длину коаксиального кабеля на 50 ом, заявляя, что»…оптимальное сочетание ёмкостной крышки и индуктивного заряда на концах приводит к идеальному аккорду с линией 50 Ом без необходимости в тюнере, вводящем утечки…»
Эта антенна подаётся в центр, и предоставленный коаксиальный кабель проходит внутри нижней вертикальной части антенны до точки, где он прикрепляется к двум половинам антенны. В дополнение к вертикальному радиатору есть кусок верхней трубы длиной около 1 метра, который по-разному украшен трапециевидными катушками и ёмкостными шляпами. На первый взгляд это может показаться обильно заряженным одиночным резонансным радиалом какого-то странного вида, но вместо этого это, вероятно, нижняя часть дипольного элемента, согнутого вбок, чтобы коаксиальный кабель выходил изнутри нижней вертикальной части.
Поэтому давайте попробуем, с обычной методикой, дать оценку этой «полуволны» плод «революционной технологии», которая обещает чудеса даже в этом случае. Для антенны с центральным питанием нам нужно будет принять во внимание половину общей длины диполя (в данном случае около 5 метров), найти относительное сопротивление излучения, а затем удвоить его.
Вертикальный радиатор на 40 метров длиной 2,5 метра будет равен примерно 22 ° с сопротивлением излучения всего 1,8 ом. Умноженное на 2 это значение мы получим 3.6 ohms для всей антенны. По словам производителя, для коаксиальной линии при 50 ом существует очень хорошее соглашение, поэтому, если это означает, что КСВ равен 1:1, тогда у нас должно быть 50-3, 6 = 47, 4 ом сопротивления утечки. И эффективность не будет лучше, чем 3.6 / 50 = 7.2% !
Больше, чем об эффективности, чем о неэффективности, чем о историях! Но также верно и то, что наши земные правила, возможно, не применяются в мире грёз, к которым, возможно, принадлежат эти объекты и их «представления». Эта антенна не работает на 30 метрах, поэтому давайте рассмотрим 20 метров.
Электрическая длина каждой стороны диполя увеличивается и равна примерно 43,6°. Сопротивление излучения также будет больше, равное 7,5 ом, умноженному на 2, или примерно 15 ом. Относительная эффективность будет равна 15/50 = 30%. Стоит отметить, что этот тип проекта не учитывает потери земли ни в малейшей степени, ни производитель не упоминает об этом, очевидно, не считая их проблемой вообще.
Действительно, он говорит нам «…..ни земля, ни радиалы никогда не требуются, потому что система настолько хорошо сбалансирована, что необходимость в радиалах, плоскостях земли и других подобных противовесах была радикально устранена…..тогда у вас не будет потерь на землю, которые так распространены с четвертьволновыми вертикалами…..»
А, нет ? Очевидно, что этот производитель, выражая такие концепции, хочет, чтобы его клиенты участвовали в чём-то, что все до сих пор игнорировали, а именно, чтобы земля каким-то образом узнала, какая антенна находится над ней, и отрегулируйте её проводимость в соответствии с изменением сопротивления до оптимальных значений…!! Уважаемый читатель, если вы действительно можете поверить и в это, то вы можете по-настоящему поверить всему, что вам говорят, даже если это безумие……
Возвращаясь к антенне, возможно, мы были слишком щедры в расчётах, связанных с 20 метрами, поскольку, вероятно, за пределами контуров аккордов ток не течёт по этой полосе, поэтому общая длина антенны, вероятно, также немного меньше, чем считается, что означает значения сопротивления даже более низкие радиация и эффективность. Напомним также, что Book Antenna предсказывает эффективность 25% для системы с истинной четвертью волн с 2 1/8-волновыми радиалами, которых у этой антенны вообще нет.
Но это, кажется, не имеет значения…..при фактическом доказательстве использования, кто заметит? …. Так много КСВ всегда вокруг 1:1……….. Что можно сказать о 15 метрах? В этой полосе общая длина радиатора составляет 110° электрических градусов, то есть 55° для половины антенны, что означает сопротивление излучения 11 ом, то есть 22 ом для всей антенны. Эффективность вскоре рассчитывается: 22/50 = 44%.
На 10 метрах общая эффективная длина почти равна полуволновой, будучи 148° электрические. Это означает 74° с каждой стороны с сопротивлением излучения 20 ом, которое, умноженное на 2, приводит к 40 ом для всей антенны. Здесь эффективность будет 40/50 = 80%.
Конечно, то, что такие ценности действительно существуют, будет зависеть, прежде всего, от потерь, связанных с землей.
Эта антенна, как и другие, также претендует на то, чтобы быть «независимой от земли», что, проще говоря, означает, что ни одна из этих антенн не требует подключения к земле любого типа для работы с низким КСВ. Это также означало бы, что вам придётся положить их очень, очень высоко. Однако, по совпадению, ни одна КВ-антенна, принадлежащая миру реальности, не может быть размещена настолько высоко, что она полностью невосприимчива к потерям земли (и любой тип земли несёт с собой какую-то потерю, особенно если не принимаются меры для их компенсации, например, радиальная система).
Анти-радиальная пропаганда достигла в последние годы громких высот, вплоть до демонизации их до такой степени, что они называют их «бесполезными», «неприглядными» или «неудобными», в зависимости от теории, осуществляемой для поддержки проектов вертикалей «без радиалов».
Базовое предположение, хотя и не цитируемое открыто, которое скрывается за так называемыми вертикальными антеннами без радиальных волн , вероятно, заключается в том, что вертикалы одинаково плохо излучают во всех направлениях, так зачем беспокоиться об эффективности?
Здесь также может быть некоторая логика, поскольку производители за последние двадцать лет ничего не сделали, кроме рекламы некоторых антенн под лозунгом «работа с радиалами заземления или без них», поэтому в общую логику почти вошло предположение, что радиалы не нужны.
Некоторые радиолюбители даже подумывали о том, чтобы компенсировать такие недостатки эффективности этих «полуволновых» или других «без радиалов» за счёт увеличения мощности с помощью линейных усилителей определённого калибра, пока он не обнаружил, что конкурирует в попытке соединить станцию DX с другим нелинейным радиолюбителем с его собственным радиолюбителем. Браво четвертьволновая антенна, на основании которой он установил, с бесконечно меньшим расходом, значительное количество радиалов, и, возможно, подключил станцию DX задолго до того, как он прошёл по её сигналу…..
Обнаружив «секрет», он, в свою очередь, попытался установить радиалы, чтобы повысить эффективность своей «революционной» «идеально сбалансированной» антенны, но с горечью обнаружил, что радиалы разъединили его антенну, сделав её нелизируемой…..
В заключение надо бы сказать, что полностью согласен с другом Джоном ON4UN, который в своём издании книги LOW BAND DXing 1994 года утверждает, что вертикал не требует небольшого пространства, наоборот! Вертикал пространства требует много вокруг основания, чтобы иметь возможность установить это заметное количество радиалов, о которых так много говорили до сих пор, благодаря чему антенна будет иметь высокую эффективность, которая оправдывает установку, особенно если конечная цель — оптимизировать соединение с DX, которое требует низких углов излучения вертикала.
Если же вы хотите сделать связи только на небольшом расстоянии, то классический диполь, даже низкий, с его высоким уровнем излучения, может служить здорово.
Литература:
- The ARRL Antenna Book — Varie edizioni by ARRL
- Low Band DXing — By John Devoldere, ON4UN — Ed.1994
I6NOA

