Вы здесь

Штырь vs Уда-Яги

Аватар пользователя SanSanich
Категория: 
Радиосвязь и радиооборудование

Добрый день! Все знают, что направленная антенна лучше простого штыря. Только вот не все понимают, почему. Я попробую объяснить «на пальцах». Ну что, начнем?

В первую очередь хочу отметить, что всё тут написаное - это личное мнение автора и оно не претендует на какое-то научное и это мнение может быть ошибочным.
Сначала обратимся к антенному моделировщику (возьмем в расчетах частоту 27.2 МГц - мы же АРК, но на других диапазонах картина особо не поменяется). Смоделировал я в MMANe штырь ¼ и антенну Уда-Яги на 4 элемента. Высота антенны составляет 5.5 метра. Вот скрины.
На рис.1 4 элемента, на рис.2 ¼.
Рисунок 1Рисунок 2
Теперь теория. Для более понятного примера буду использовать лампочку вместо антенн. И все наше расстояние - это то место, где надо осветить вечером площадь около лампочки. И пусть у нас будет слет АРК33. :-)
Сначала будем анализировать ¼ штырь. В этом случае у нас будет простая лампочка «Ильича». Всем понятно что света от такой конструкции будет мало. Единственный плюс, что светит такой фонарь равномерно во все стороны: и в космос, и в землю, и в разные стороны. То тесть для всех участников вечеринки достанется одинаковое количество света. Но тут возникнет резонный вопрос: зачем светить в космос? Но в ответ просто разведешь руками - это же лампочка…
Теперь черёд антенны на 4 элемента. В этом случае у нас будет уже прожектор, который светит в одну сторону. Света от него больше, но он направленный. Такой фонарь не светит в космос, а светит только в ту сторону, куда направишь. Но это самый большой минус.
Едем дальше. Теперь рассмотрим, как распространяется наш сигнал в зависимости от типа антенны.
Рисунок 3
По рис.3 у ¼ штыря в излучении есть все лучи. И всё что излучается в космос или под большими углами к горизонту - просто греет воздух. Часть отражается и возвращается обратно - так называемый скачок. По скрину можно увидеть, что максимальное усиление у штыря приходится на угол возвышения почти в 50 градусов. А для DX на Си-Би нужны лучи с углами возвышения около 25 градусов. Теперь возьмем антенну на 4 элемента. В этом случае у нас только один луч, с самым маленьким углом. В космос ничего не уходит, длина скачка имеет намного большую длину. Это сказывается на дальности связи при работе по прохождению. Обычно бывает один скачок, редко 2 и больше. Если при ¼ длина скачка 1500 км, то при направленной будет намного больше. Но! При направленной антенне скачков будет всегда больше, так как при одинаковой мощности возбуждения в направленной антенне вся энергия будет излучаться под «правильными» углами к горизонту и вся энергия будет идти одним потоком, а не малая часть от антенны, которая излучает во все стороны. При отражении сначала от ионосферы, а затем от земли, сигнал будет затухать и поэтому сигнал от направленной антенны хоть и будет затухать, но по причине того, что он изначально был более мощным, его на дольше хватит. Также более пологий угол излучения благотворно влияет на дальность местной связи и именно по той же причине что вся энергия будет распространяться над поверхностью земли.
Но нужно не забыть сказать, что неправильная высота антенны очень сильно влияет на угол излучения. Оптимальной высотой считается высота, равная ½, 1, 2 лямбда, и так далее целых чисел лямбда длины волны. И очень неблагоприятная высота - это ¼ лямбда, кратные нечетному числу n. Как правило, после 2 лямбда земля же перестает влиять на антенну, и можно считать, что антенна стоит в свободном пространстве. Для Си-Би оптимальным считаю высоту 5-6 метров при установке на крыше. При условии, что размеры крыши больше длины волны, в нашем случае это размер 11 на 11 метров. Тогда можно считать нашу крышу полноценной радиотехнической землей. Если наша крыша имеет несколько иные размеры (меньше), то это в первую очередь скажется на ДН, и каким оно будет, никто не скажет… Если крыша металлическая, то лучше штырь поставить прямо над крышей, до 1 метра над крышей. Так, чтобы сама крыша работала как противовес. В этом случае угол излучения становится около 20 градусов, то есть идеальным для DX.
Методы для изменения угла излучения антенн.
Для работы в DX необходимо иметь антенну с пологим углом возвышения. Чтобы наш штырь имел небольшой угол возвышения, нужно стараться избегать неблагоприятной высоты антенны. Также можно изменить пространственное расположение излучателя. Так называемый слопер, рис.4.
Рисунок 4
Такой прием хорош еще тем, что при построении многодиапазонных антенн типа виндом, сити виндом и прочих, позволяет при небольшой высоте антенны строить антенны с низким углом излучения. Что при расположении антенны параллельно земле на НЧ мы получаем антенну, излучающую в зенит и, соответственно, с маленькой дальностью… Еще один вариант - это установить антенну прямо над металлической поверхностью. Или, так называемый L-диполь. http://qrz-e.ru/forum/29-336-1 в теме про 14 МГц, но на 27.200 МГц прекрасно работает. Брал как-то с собой на речку и слышали всех таксистов в радиусе 20 км и услышал Домового из г.Владимир за 75 км, что по идее уже почти не реально.
Немного подводя итог, можно сказать, что у антенны ¼ недопустимо большой угол излучения и вся энергия уходит в космос. И, хотя у направленной антенны чуть больше усиление (напомню, что 1 кубик на S-метре это 6 дб, а 6 дб - это как раз усиление 4-х элементов), выигрыш антенны во много раз больше по причине того, что вся энергия излучается под правильными углами и вся энергия доходит до корреспондентов. Но всё так хорошо не может быть и поэтому нужно направлять антенну на корреспондента, что иногда просто очень дорого.
Спасибо! Удачи и 73!

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Всего голосов: 0