Противовесы и заземление

[Андрей, RW4PL]

Нужен совет по радиалам к 1\4 штырю на 160м,точка питания которого в 1 метре над землей. а.) Много 10-30м проводов, лежащих на земле. б.) 2 рез. радиала расходящихся с 1 метра до 5 м на концах по высоте. в.) а.)+ б.),оплетка питающего фидера только на рез. радиалах г.) в.)+оплетка соединенная и с рез. противовесами и проводами, лежащими на земле. что же лучше?

[DL2KQ]

Если не стоит вопрос с помехами себе и другим - то последний вариант. По принципу - не бывает слишком много "железа" в заземлении. Каждый лишний проводник так или иначе снижает Rпотерь в земле - они же все по ВЧ параллельно включены.
Если же есть проблемы с помехами в доме (причем как на передачу, так и на приёме), то лучше вариант в), дополнив его хорошим коаксиальным дросселем из питающего кабеля на большом ферритовом кольце. При этом внешняя сторона оплётки кабеля отрезается дросселем от антенны. Это конечно немного ухудшает заземление (но как правило - очень и очень мало), но зато ВЧ ток более не прёт по внешней стороне оплётки назад на радиостанцию и далее по всему дому.

[Артур, EW1CK]

Игорь, здравствуй ! Подскажи плс, как это делать _правильно_. Вот например у меня GP с противовесами и я пользуюсь MFJ-259, т.е. отсоединяю от пучка противовес и изменяю его длину до тех пор пока X не станет равным 0. Вопрос, что делать с остальными противовесами и мачтой(предположим конструкция уже установлена)? Пока я настраиваю один из противовесов они должны быть заземлены или нет? Хотелось бы свести к минимуму влияние остальных противовесов и мачты при настройке противовеса.
Соединены как положено - между собой и с оплёткой кабеля. То есть отрывается временно лишь один настраиваемый противовес.
Теперь про укороченный заземленный штырь с питанием в противовесы. Каков процесс настройки этой антенны ? Предполагаю: 1. Отсоединяю мачту от земли. 2. Настраиваю ее в резонанс. 3. Противовесы настраиваю по той же методике что и в случае с обычной GP. Это правильно или есть какие-то тонкости ? Заранее спасибо ;-)

[DL2KQ]

1. Противовесы (каждый!) настраиваем как обычно - либо по максимуму втекающего в них тока (датчик тока на ферритовом кольце в начале противовеса), либо по максимуму напряжения на концах (неонка на конце).

2. Меняя в небольших пределах высоту точки подключения противовесов к мачте добиваемся чисто активного входного сопротивления.

3. Думаем чем и как перегнать получившееся Ra в 50 Ом.

[Владимир, UR4III]

Здравствуйте Игорь! В статье "Как сделать DXCC 80 и 160" наткнулся на фразу, что у GP радиалы не излучают, а служат только для сбора тока. //Напомню, что никакие радиалы ничего не излучают, и не увеличивают излучение под низкими углами по сравнению с высокими.// //Радиалы нужны лишь для того, чтобы принять в себя ВЧ ток вертикал и тем самым замкнуть цепь для источника тока.// Однако далее Вы пишите //Поднятые радиалы необходимо настраивать в резонанс.// Я полагаю, что здесь Вы противоречите себе. Ведь если радиалы не излучают, то и резонанс не нужен. В моём понимании везде, где течёт ток, возможен эффект излучения энергии. Исключая случаи её поглощения (земля). Радиал металлический, в нём течёт ток. Более того, он – часть антенны. Поэтому не могу понять ход ваших рассуждений, приведший к парадоксальному выводу.

[DL2KQ]

 Владимир, никаких парадоксов. Все логично. Поговорим о системе заметно приподнятых над землёй  l/4 радиалов.
 Настройка в резонанс отнюдь не предполагает излучения. Например, LC контур, отнюдь не излучает, а настраивать его таки надо.
    Вы правы, провод с током действительно излучает. Но в данном случае речь-то не об одном проводе, а о системе проводов. А система проводов с током вовсе не обязательно излучает. Простейший пример:  двухпроводная линия - в каждом проводе большой ток есть, но вместе они (линия) не излучают. Почему? Потому что рядом расположены провода с одинаковым и противофазным током. Их излучение взаимно уничтожается. 
   В системе радиалов GP имеет место  то же самое.
Если в приподнятом GP вы оставите только один радиал, то он конечно будет излучать. И сильно излучать,  поганя ДН вертикала. Посмотрите на эту ДН - отлично видно что излучает и вертикальный и горизонтальный провода.
 Рассмотрим теперь простейшую систему радиалов  - два в линию. Токи в радиалах противофазны (гляньте распределение токов в закладке "Вид", не забыв  в установках поставить птицу  "Показывать токи, учитывая фазу") . И потому поля радиалов взаимно компенсируются (в дальней зоне конечно).  Посмотрите на ДН - ведь это излучение только вертикального провода, от излучения с горизонтальной поляризацией (а что еще может излучить горизонтальный провод (он же радиал) низко над землёй?) почти ничего не осталось (на закладке ДН маленький четырехлистник с Н - поляризацией)!
   Если радиалов 4, то картина та же самая, только Н-составляющая на закладке "ДН" стала совсем ничтожной - остаточное (не скомпенсированное) излучение системы четырёх радиалов совсем мало.

    Правильная система приподнятых  радиалов это неизлучающее (почти неизлучающее, потому что абсолютно полной компенсации не происходит, строго говоря) ВЧ заземление. То есть аналог земли - место куда ток втекает, но ничего не излучает. Приподнятые l/4 радиалы это резонансное ВЧ заземление (оттого и требуется настройка радиалов в резонанс), потому как сделать широкополосное ВЧ заземление не связанное с грунтом весьма и весьма проблематично.
   Более того - обязательное требование осевой симметрии системы радиалов проистекает как раз из того соображения, что система радиалов не должна излучать!  Излучение системы радиалов - это паразитный эффект, говорящий, о том, что она криво сделана.  Если в предыдущей модели  оставить три радиала (распределенных неравномерно по углу, как 0 ,90 и 180 гр), то полученная ДН ужасает. Она совсем не похожа на аккуратную ДН вертикала. Причина - именно в излучении неправильно, не осесимметрично относительно GP сделанной системе радиалов.
   Вывод - система приподнятых радиалов GP не излучает (и не должна, не имеет права излучать! Иначе она своим излучением в зенит испортит ДН GP). Но настраивать радиалы в резонанс - необходимо (иначе они не будут исполнять функцию ВЧ заземления и не смогут нормально принять в себя ток вертикала).
    Подробно всё это разжевано во второй части "Антенн КВ и УКВ".

[Евгений, UA3MMM]

Подскажите как правильно выполнить провода противовесов антенны на НЧ диапазоны (высота штыря 16,5 метра) будут работать диапазоны 160, 80, 40 м. Надо ли разносить друг от друга отдельные провода противовесов каждого диапазона в пространстве, если да то оптимально на какое расстояние. Ваше мнение о использовании тройного алюминиевого электрического провода, отрезая концы для каждого диапазона.

[DL2KQ]

Противовесы разносить таки надо  Минимально разумное расстояние 10..20 см. При меньшем из-за сильной взаимной связи по полю заметно сужается полоса противовесов, в которой они принимают ток (то же самое, кстати, относится и к многодиапазонному диполю, состоящему из нескольких, параллельно включенных). На 160ке это не так важно, а на 80-ке может уменьшить общую полосу антенны. Поэтому один провод из нескольких жил это  ... не то чтобы не будет работать, но будет очень труде в настройке  (из-за узкой полосы) и возможно 80-ка не перекроет весь диапазон.
   Теоретически можно попробовать при таком проводе сделать противовесы по принципу Open Sleeve.  Open Sleev`ы   при малом расстоянии между вибраторами имеют лучшие характеристики, чем вибраторы параллельно соединенные в точке запитки. Но на практике я таких конструкций не встречал.  Хотя, повторю, на теоретический взгляд нет никаких противопоказаний с таком проводе, как Вы имеете в виду подключить к антенне только противовесы 160-ки, о противовесы 80-ки и 40-ки оставить неподключенными по принципу Open Sleeve. 

[Александр Белград, Сербия]

Для GP на 10-15-20м Имеется: крыша из оцинкованных листов 9 х 8 м (представим с хор.эл.контактом), частный дом 15 метров высоты.
 1.Использовать ее для 10-15-20м диапазонов просто, как противовес, но она не в точном резонансе хотя бы для 20м. при этом антенна идет от нуля крыши.
 2.  Поверх крыши бросить резонансные противовесы(лежа).
 3. Разместить противовесы на высоте(ск. м?) над крышей. может метр, может 2-3м?. Если 5м высота противовесов и плюс антенна то не очень здорово, со стороны соседей и т. п. конечно противовесы хотя бы по 4 шт на каждый диапазон. Какой из трех вариантов выбрать?

[DL2KQ]

 С точки зрения эффективности работы на DX лучше третий вариант при максимальной высоте. И не из-за свойств заземления, а просто потому, что эффективность любой антенны растет с высотой. А третий вариант предполагает самое высокое расположение антенны. Если сможете поднять основание на  2...3 м или выше, то для каждого из диапазонов вполне достаточно будет по два l/4  противовеса в одну линию (больше при такой высоте совершенно незачем).
 Но вполне будет работать (по КСВ) и первый вариант. Большая металлическая поверхность является апериодическим, нерезонансным заземлением. Посмотрите например на диско-конусную антенну (это перевернутый широкополосный GP) - DX-заземление там выполнено в виде металлического диска. И работает оно в очень широкой полосе. Однако из соображений минимизации помех, не рекомендовал бы Вам первый вариант. Просто потому, что металл крыши наверняка имеет соединение с шинами заземления дома. А те в свою очередь - с водопроводом, отоплением, электрическими сетями. Т.е. ВЧ ток, вытекающий из оплетки кабеля GP имеет дорогу (крыша -> шины заземления -> коммуникации дома) в каждую квартиру.  Потенциально это чревато неустранимыми помехами как на передачу, так и на прием (токи от всяких импульсных бытовых блоков питания могут дойти до Вашего кабеля) 
  Потому по возможности стоит использовать нечто среднее между вторым и третьим вариантом: крышу не подключать к кабелю, а применять приподнятые (на сколько получится, минимум см на 10...20, выше - лучше) резонансные противовесы. Как уже упоминал - если их высота над крышей от 2..3 м, то достаточно пары на каждый диапазон. Если они ниже, то число противовесов должно соответственно возрастать.

[RA0UBN]

Какой длины (в метрах) должны быть противовесы петлевого заземленного вертикала на 80 метров?

[DL2KQ]

Точно такие же, как для любого (например, простого четвертьволнового) GP данного диапазона. Т.е. если вертикал стоит прямо на земле - числом поболее (до нескольких десятков), длиною - как выйдет (не обязательно резонансные). Если же противовесы приподняты над землей, то размеры только резонансные (lambda/4), но количество может быть поменьше (от высоты зависит). Например на высоте 2..3 метра шесть приподнятых резонансных радиалов дадут лучший результат, чем два десятка лежащих на земле.

[RA0UBN]

А если GP будет стоять на жестянной крыше ( у меня крыша - "мечта" радиолюбителя, смотрю вокруг на соседние дома и завидую), то тогда сколько и как необходимо разместить радиалов?

[DL2KQ]

Жестяная крыша, как любая высокопроводящая среда - это хорошо для GP. Её можно использовать вместо радиалов. Однако имея в виду следующее:
-Эффективность будет сильно зависеть от качества контактов между листами жести.
- Еще сильнее эффективность будет зависеть от того, что под крышей. Если там деревянные стропила и крыша коньком, то это хорошо (ВЧ токи, протекающие по жести будут иметь малые потери). Если жесть лежит на бетоне, то греться тот бетон ВЧ токами будет неслабо. С соответствующим КПД.
- Использование в качестве ВЧ земли металлоконструкций дома, как правило, приводит к неустранимым помехам в доме. Ведь ВЧ ток тёмный, академиев не кончал, не разбирается где антенна, а где конструкции дома. И затекает везде, где сможет не делая никакой раницы. А металлическая крыша обязана (по СНИПам) быть соединена с шиной общего заземления дома. А на этой же шине сидит и ноль сети и водопровод и батареи. И туда же будет затекать ВЧ ток с крыши (которую мы как радиалы используем). Т.е. в каждую квартиру, в каждую розетку. Результат будет, понятно, печален.

Поэтому в данном случае лучше использовать отдельные, приподнятые резонансные радиалы. Приподнимать надо минимально см на 30 (лучше до 1 м). Количество.... Ну не бывает у GP слишком много радиалов  . Минимально необходимое количество в данном случае мне представляется 4.
А крыша свое слово скажет как участок высокопроводящей среды прямо под антенной. Это можно в MMANA промоделировать установив под приподнятым GP с радиалами сложную землю радиального типа и указав хорошую проводимость первой среды.

[Армен]

Здраствуйте Игорь. Меня интересует вот какой вопрос: я строю вертикал вашей конструкции на 40 и20 метров. Можно ли в качестве противовеса использовать металическую беседку. расположенную на высоте три метра над землей расположенную горизонтально? На ней устанавливается данный вертикал. Сильно ли это повлияет на качество антенны в целом? Размеры беседки 15м х 5м, иатериал железная решетка.