Горизонтальная антенна на малой высоте

[Nick UA3TW]

ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ АНТЕННА НА МАЛОЙ ВЫСОТЕ.

Какую антенну выбрать для 80м – это проблема. Да и не только для 80м, а вообще, на низы. В этой связи хотелось бы вспомнить антенну W8JK. Вот цитата из книги Беньковского и Липинского, стр.298: «… Анализ приведенных графиков показывает, что для единичного диполя наибольшее усиление… достигается при высоте подвеса h=1,2 lambda. Для антенны W8JK наибольшее усиление … соответствует высоте h=0,7 lambda. Следовательно, для размещения антенны W8JK требуются более низкие мачты». Попробуем принять последние слова из этой цитаты как руководство к действию и сравнить работу диполя и W8JK не только на указанных, недостижимых на НЧ высот, но и пониже. Горизонтальный полуволновый диполь уже очень хорошо работает в полуволне над землей. Поэтому он взят здесь за эталон. На 80м для этого нужно поставить две мачты по 42м. Можно этот же диполь повесить раза в три ниже, он при этом хорошо согласуется с кабелем, но излучать будет преимущественно вверх. Принимая во внимание то, что сказано про W8JK, пробуем примерить ее на меньших высотах. Моделирование показывает, что такая антенна, состоящая из двух горизонтальных диполей, расположенных параллельно друг другу и запитанных в противофазе, т.е. W8JK, работает очень неплохо на высотах ниже 42м. Ее можно значительно ниже расположить над землей, почти не потеряв в углах и усилении. Моделировались разные варианты, с разным расстоянием между диполями и с разным расстоянием до земли. Из практических соображений есть смысл ставить четыре мачты для таких диполей по углам квадрата со стороной примерно 40м. Тогда между теми же мачтами можно натянуть вторую пару диполей, для перпендикулярных направлений. Это будет очень полезно, так как W8JK давит бока не как обычный диполь, а до нуля. Высоту мачт нужно делать как можно выше, однако, здесь рассмотрены модели для двух случаев, с высотой мачт по 32м и по 14м. Остальные случаи по высоте можно уложить между этими границами, в зависимости от возможностей радиолюбителя. Поэтому в результатах, оформленных в виде картинки, приведены данные для промежуточных высот 20м и 25м.
Первый случай примечателен тем, что при такой высоте мачт, 32метра, усиление для углов ниже 20 град. практически не уступает усилению эталона, а при бОльших углах превышает усиление эталона, тогда как высота мачт меньше на целых 10м, что при постановке мачт весьма существенно. Второй случай примечателен тем, что мачты в три раза короче, чем у эталона, однако преимущество по сравнению с расположенным на той же высоте одиночным диполем весьма значительно. Кроме того, при данной высоте входное сопротивление диполей оказывается равным 50 Ом, можно подключать кабели без лишних согласований. Модели MMANA прилагаются. Полоса по КСВ при этом конечно уже, чем у высокого диполя, но все же шире, чем в других вариантах, когда диполи ниже и ближе друг к другу.
Вообще, проблема полосы здесь не рассматривается, это отдельная большая тема – как расширять полосу на 80м. Например, диполи можно делать по схеме UR0GT (DEWD).
Результаты моделирования даны в виде картинки для семи разных антенн диапазона 80м. Проводимость почвы взята для болотистой равнины (Eps=12, Sigma=7.5). Моделирование велось в программе NEC-2 FOR MMANA.

Н. Смирнов, UA3TW, июль 2010.

[Буратино]

Моделирование показывает, что такая антенна, состоящая из двух горизонтальных диполей, расположенных параллельно друг другу и запитанных в противофазе,
А не разжуете чайнику, как выглядит и как запитана эта ант. Или пошлите ....."в нужное место" ...

[Nick UA3TW]

А не разжуете чайнику, как выглядит и как запитана эта ант. Или пошлите ....."в нужное место" ...
А Вы ММАНой пользуетесь? Там есть рисунок.
Два полуволновых диполя расположены на определенной высоте над землей, расположены параллельно друг к другу, расстояние между ними из соображений удобства натяги еще одной пары выбрано то же, что длина диполя, т.е. полволны, т.е. 41 метр на восьмидесятке. Включены в противофазе, т.е. оплетка и жила одного смотрят не туда, куда оплетка и жила второго. Кабели любой длины, но строго одинаковой, идут к радио, где включаются параллельно через согласователь 25 в 50. Для вариантов, где входное не 50 Ом, ( а оно 50 Ом только для высоты 14м) между полотном и кабелем каждого диполя ставится согласователь его входного с кабелем. Это может быть мост Бушеро, который согласует любое активное с любым активным с помощью двух кондеров и двух катушек и заодно симметрирует. Я бы его и поставил.

[Буратино]

ММаной я не владею. Идея очень интересная и сразу вопросы: На высоте девятиэтажного дома возможно обойтись без моста Бушера в середине диполя. Нельзя ли запитать эти диполя с конца, применив воздушный четверть волновый трансформатор (лесенка) И еще, нельзя ли повесить эти диполя в одну линию (с моего дома в разные стороны) и запитать их в фазе?
Текст редактировал, так как не сразу врубился в ответ.

[Nick UA3TW]

ММаной я не владею. Идея очень интересная и сразу вопросы: А нельзя ли соеденить эти одинаковые кабели паралельно (с учетом перекрешивания), ну а потом поднять их входное сопротивление каким либо трансформатором? И еще, нельзя ли повесить эти диполя в одну линию (с моего дома в разные стороны) и запитать их в фазе?
Извините, я неправильно задал вопрос (первая часть) сейчас переделаю)
Можно, но это будет другая антенна. А ММАНу нужно установить. Один товарищ сообщил, что с ММАНой не дружит. Я предложил помощь, задал вопрос, установлена ли у него ММАНА, послеэтого он больше не пишет. Я сделал вывод, что она у него даже не установлена.

[Jaroslav]

Вот Вам

73 de OM6SK
Jaro

[Буратино]

Вот Вам 73 de OM6SK Jaro

Если это мне, то спасибо, внимательно прочитал, будем думать!

[Буратино]

А ММАНу нужно установить.
С ММаной оно конечно ... А нельзя ли на пальцах обьяснить с какого бодуна

Ее можно значительно ниже расположить над землей, почти не потеряв в углах и усилении.
Я про вашу статью об ант W8JK. С усилением можно согласиться, все таки 2 эл. поэтому можно попробовать опустить ее ниже что бы усиление сравнялось (уменьшилось) с диполем, а вот с углами как? Что будем складывать (фазировать) если на низкой высоте диполя стеляют в зенит? Или эти углы только в ММане и можно увидеть?

[unname]

Nick UA3TW,
напишите мне письмо opri4nick(гав)gmail. com

Есть еще более интересный вариант, когда при мачтах высотой 12-15 метров можно получить углы сравнимые с GP

[DL7YAD Alex]

Что будем складывать (фазировать) если на низкой высоте диполя стеляют в зенит? Или эти углы только в ММане и можно увидеть?

Можно и графики посмотреть у Гончаренко И. и не только у него. Разница между одним диполем и 2х эл. антенной состоит в том, что на угол изл. диполя влияет высота подвеса, т.е. земля. В данном примере высота подвеса 14м. В 2х эл. ант. на активный элемент(дип.) влияет и земля, и второй элемент, причем он расположен к активному эл. ближе, чем земля, следовательно его влияние сильнее, чем от земли. Это и приводит к тому, что лепесток опускается еще ниже, что благоприятно для дальних связей.

73!

[unname]

Вы несовсем правы, смысл в том что анетнна не точечный источник, сфера излучения - примерно границы ближней зоны, а в двухэлементной антенне при большом расстоянии эта зона вытягивается, отдаляется от земли и следовательно углы излучения полчаются ниже.

[DL7YAD Alex]

Именно это я и подразумевал. Для автора вопроса ваше уточнение поможет понять причину этого явления.

73! Александр

[unname]

Для иллюстрации подхода я вот подкину мою антеннку.
Как видим при смешной высоте подвеса параметры очень даже ничего.
Если заняться вопросом, эту анетнну вместо двух параллельных зданий можно развесить на 4х мачтах, согнув пассивные элементы.

[Буратино]

В 2х эл. ант. на активный элемент(дип.) влияет и земля, и второй элемент, причем он расположен к активному эл. ближе, чем земля, следовательно его влияние сильнее
Если бы так, то и вопроса небыло. А т тут до земли 14 метров, а до второго элемента 41 метр.

Если заняться вопросом, эту анетнну вместо двух параллельных зданий можно развесить на 4х мачтах, согнув пассивные элементы
Спасибо, ММаны к сожалению нет, поэтому рисунок я не увидел, но 4 мачты .... это немного не мой вариант.

смысл в том что анетнна ... сфера излучения - примерно границы ближней зоны, а в двухэлементной антенне при большом расстоянии эта зона вытягивается, отдаляется от земли и следовательно углы излучения полчаются ниже.
Мда...! Беру тайм аут, мне это надо переварить.

[unname]

Буратино
Я кажется уже говорил, что анонимам не помогаю.

[Буратино]

Буратино
Я кажется уже говорил, что анонимам не помогаю.
Извиняюсь, мне показалось что писали и мне. Теперь буду держаться от вас подальше.

[Nick UA3TW]

Уважаемый Буратино! У меня есть встречный вопрос, просто любопытство замучило. А почему Вы не хотите поставить ММАNА на Ваш компьютер? Из принципиальных соображений или других? У меня, например, нет сотового телефона из принципиальных соображений. Кстати, никакой Вы не чайник, мыслите весьма физично, а ММАNA в этом очень помогает. Что касается углов, они на исходном рисунке все видны. Сам я уверен, что если сделать антенну, они такими и будут, так как считано на NEC-2. Сам я с 2004 г сделал по ММАНе уже наверное почти два десятка антенн, правда, все они направленные и в основном с активным питанием. Все они работают, причем ни одну не настраивал. Могу дать ссылку, где они описаны, если надо. Я в И-нете пару раз в неделю, поэтому, могу отвечать не сразу.

[unname]

Nick
Я Вам посоветую освоить еще 4nec2 немного сложно выглядит, зато в разы удобнее nec for mmana, поверьте.

[Nick UA3TW]

Nick
Я Вам посоветую освоить еще 4nec2 немного сложно выглядит, зато в разы удобнее nec for mmana, поверьте.
Роман, спасибо. Намотал на ус. Действительно, NEC-2 for MMANA неудобна. Чтобы составить приведенный график, пришлось проделать много ручной работы. Кстати, письмо только что отправил.

[Буратино]

Уважаемый Буратино! У меня есть встречный вопрос, просто любопытство замучило...
Уважаемый Николай! Еще в прошлом веке завязал с этим безнадежным делом. Впридачу поменял QTH и на новом месте уже с любительством не заморачивался. Позывного считай нет, тот что был, выдали повторно. Комп, ММАNА и другие прибамбасы для меня темный лес. Сейчас случился рецедив (причина обычная). Запустил уцелевший UW3DI, натянул дельту, начал пока работать позывным ближайшей (мертвой) коллективки. Спасибо за предлженую помощь, возьму на заметку, но мне пока рано, надо еще вспоминать, что раньше знал. Ну а Буратино, это тоже мой позывной, грешил в молодости на средних.

[ua3urs]

Уважаемый Николай! Еще в прошлом веке завязал с этим безнадежным делом.
И правильно сделали .,, Маня,, - это игрушка , в прошлом веке запредельный КСВ был 10 . В этом уже 200 и более , и что интересно - у них работает .

[Буратино]

,, Маня,, - это игрушка ...
Не хотелось бы обижать автора темы, но в чем то я с вами согласен. Обьяснить почему моя дельта плохо работает она врядли сможет. Конструировать многоэлементную ант., при наличии готовых и провереных конструкций в магазине, нет смысла. (как случилось с трансиверами). Ну а "поиграть" - я бы с удовольствием. Когда то мечтал о розовых очках, одеваешь и диаграмма ант. вся видна. И вот оно ... ММАNА и пр. Если одолею - меня ведь от компа не оттащишь будет, да и познавательно.

[Nick UA3TW]

Все ясно. Раз И-нет у Вас есть, значит, комп под рукой. Советую поставить ММАНА и "поиграть". А насчет "МАНЯ - это игрушка", то это просто каменный век какой-то. Вспомните хотя бы UT1MA, UA9BA и других, я не говорю про полупромышленные современные антенны, все они сделаны на моделировщиках и именно благодаря моделировщикам смогли достичь современных колоссальных характеристик.

[And.N]

Добрый день, всем.

Николай, я не до конца понял что Вы хотели сказать этой темой, но …

Вам уже кто-то писал что для одноэлементной антенны наибольшее преимущество по энергетике на дальних трасса при малых высотах подвеса (менее 0.25 лямбды) дает дельта с питанием для вертикальной поляризации, и это правильно. Например для 160м можно сконструировать данную антенну с высотой мачты всего 28м и при этом активная часть сопротивления практически не меняется во всем диапазоне, следовательно компенсируя реактивность в точке питания перекрываем весь диапазон с усилением выше полноразмерного GP.

Для много элементных антенн типа дипольной YAGI на низкой высоте увеличение количества элементов приводит к прижатию лепестка диаграммы к земле (профессионалами очень широко используется система 0.5 лямбды диполи на расстоянии 0.25 лямбды с открытой воздушной собирательной линией на высотах не более 40м при диапазоне от 1.1MHz), да 2 или 3 элемента мало выигрывают у одиночного вибратора, но 5 элементов это уже хорошая направленная антенна для 80м на высоте 15м. Конечно существует порог насыщения, но так далеко я не разбирался.

Для примера привожу вертикальную дельту на 160м и набор проволочных YAGI для 80м.

Вопросы практической реализации остаются открытыми, ну ооочень много места необходимо …

Andrej, RA3XAR

[unname]

С чего же вы взяли что рамка будет лучше чем ГП?

[Nick UA3TW]

Андрей, здравствуйте! Очень уважаю Ваше мнение после серии великолепных моделей Яги, но, как говорил Базаров, "...ничьих мнений не разделяю, а имею свои". Если считать моделирование эквивалентным натурному эксперименту, а пока гипотетически будем считать так, то любой вертикал, в том числе и предложенная дельта сильно проигрывает. Я не беру углы ниже 15 град, есть мнение, что на низах они не нужны, ссылаются на ON4UN. Привожу сравнение данной Вами дельты с антенной продольного излучения на высоте 1/6 лямбда.

[Nick UA3TW]

Только что скачал книгу ON4UN, но не нашел пока там про углы. Нашел только, что хороши именно углы 10-15 град. А ведь помню, сам видел где-то! Буду искать.

[Nick UA3TW]

Нашел, однако, на сайте *****, там статейка от того же ON4UN. Теперь не знаю, как его понимать. Видимо, число ниже 15 град. относится к DXингу, мое же направление - контестинг, так что нужны все связи, и ближние и дальние

[Nick UA3TW]

Антенну дельта, которую предложил Andrej, RA3XAR , масштабировал на 80м и просчитал в одинаковых условиях с остальными в NEC-2. Данные подшил в общий рисунок.

[Буратино]

Только что скачал книгу ON4UN, но не нашел пока там про углы. Нашел только, что хороши именно углы 10-15 град. А ведь помню, сам видел где-то! Буду искать.

Лет 50-70 назад, когда КВ были основным видом связи, этот вопрос изучили вдоль и поперек. Помню, в журналах Радио за 50-60 годы были статьи нашего ИЗМИРана про вертикальные углы в зависимости от частоты и требуемой дальности связи.