Удивительное — рядом. Об этом невольно задумываешься, знакомясь с оригинальным взглядом на привычные предметы и явления. Так, с первых шагов развития радиосвязи повелось устанавливать антенны как можно выше. А вот Лев Алексеевич Всеволожский, UA3IAR, попробовал сделать обратное — расположить антенну как можно ниже, на высоте чуть более полуметра. Тем не менее, результат получился очень обнадеживающий — антенна не только работает в диапазоне 80м, но и демонстрирует неплохую эффективность
Всем коротковолновикам и «уквистам» известно, что высоко подвешенная антенна «работает лучше», чем размещенная низко над проводящей поверхностью. Однако само понятие «работает лучше» требует уточнения. Даже сравнительная оценка эффективности приема (передачи) двух разных антенн зависит от расстояния между корреспондентами и состояния ионосферы. Поскольку при проведении радиосвязей приоритет отдается дальним корреспондентам, представляется целесообразным сравнивать эффективность работы антенн по значениям коэффициента усиления при малых вертикальных углах излучения. К сожалению, эти данные (особенно на KB) практически никогда не могут быть получены экспериментальным путем, их приходится определять расчетными методами. В настоящее время, в связи с появлением компьютерных моделирующих программ, в частности, программы MMANA, эти задачи стали доступны большинству радиолюбителей.
Результаты такого анализа для трех антенн 80-метрового диапазона (3,6 МГц) — полуволнового диполя, подвешенного на высоте 20 м; такого же диполя на высоте 40 м и низко расположенного «треугольника» — приведены в таблице. Диполи оптимизированы по КСВ, «треугольник» — по минимуму реактивной составляющей сопротивления. Анализ выполнен для случая реальной земли с диэлектрической проницаемостью 13 и проводимостью 6 мС. Материал — медный провод диаметром 2 мм.
Как следует из этого анализа, диполь на высоте 20 м является весьма малоэффективной антенной. Значительно лучшие параметры получаются при 40-метровом подвесе, что, вообще-то, предсказуемо. Однако сооружение мачт высотой 20, а тем более 40 м зачастую является невыполнимой задачей. Подвес антенны на высоте 10…12 м еще больше ухудшает ее параметры. Применение антенны Inverted V не дает какого-либо преимущества.
Если еще уменьшать высоту подвеса, то на высотах менее одного метра обнаруживаем увеличение интенсивности излучения под малыми вертикальными углами. Так, полуволновый диполь, расположенный на высоте 12 см над РЕАЛЬНОЙ землей, имеет параметры лучше, чем диполь на 20-метровой высоте (правда, при этом существенно уменьшается сопротивление антенны, что приводит к необходимости применения согласующего устройства). Как показывает анализ, этот эффект достигается только при наличии реальной земли, обладающей достаточно низкой проводимостью. При идеальной земле низко расположенная антенна вообще перестает работать.
На основе данного анализа была сконструирована антенна на диапазон 80 м. Антенна представляет собой равнобедренный треугольник, большая сторона которого имеет длину 41 м, а две малые — по 22,5 м. Большая сторона подвешена на высоте 0,6 м, угол, образованный малыми сторонами — на 21 см над уровнем крыши стандартного «хрущевского» дома с плоской крышей из железобетонных плит, покрытых рубероидом. Материал — медная проволока диаметром 2 мм. Растяжки — из капронового шнура. Питание подводится к середине большой стороны.
Результаты моделирования антенны приведены в третьей строке таблицы. Как видно, антенна по значениям усиления при малых вертикальных углах несколько превосходит полуволновый диполь, подвешенный на высоте 40 м. Несмотря на горизонтальное расположение антенны, ее излучение имеет преимущественно вертикальную поляризацию (при малых вертикальных углах). Сопротивление антенны Z=5,6+j1,6 Ом. Антенна эксплуатируется в течение нескольких лет и зарекомендовала себя достаточно хорошо. При соответствующем согласовании антенна может работать также и в диапазонах 40, 20, 15 и Юме усилением при вертикальном угле излучения 10 соответственно 8, 13, 13 и 12 дБи. Следует иметь в виду, что при расчете антенны, размещенной вблизи поверхности земли, программа MMANA может дать существенную погрешность. В связи с этим полученные количественные данные можно рассматривать лишь как ориентировочные.
В заключение — несколько практических советов. Антенна может быть достаточно хорошо согласована с 50-омным кабелем с помощью симметрирующе-согласующего трансформатора сопротивлений 9:1. Стороны антенны не должны провисать на величину более 10 см, поэтому антенну необходимо выполнять из медного канатика со стальной жилой или ставить подпорки. Сечение используемого канатика должно быть равно 3 мм2. Применение алюминиевой (тем более, стальной) проволоки даст худшие результаты.
Этот же принцип положен в основу конструкции антенны на диапазоны 40, 20, 15 и 10 м с несколько большими значениями коэффициента усиления, но она пока не прошла всесторонней экспериментальной проверки.
Л.ВСЕВОЛОЖСКИЙ
