Короткие антенны – ликбез от RU3DKW


Значение КСВ<2 в антенной технике требование необходимое, но не достаточное!

В принципе, можно согласовать железку или кусок провода любой длины, хоть железный гвоздь, но излучать такая антенна практически не будет! Эффективной антенну можно считать если ее длина приближается хотя бы к Lambda/4 (для 27 МГц это примерно 2,75 м). Чем меньше размеры антенны, тем меньше ее эффективность.

В разработанных тобой антеннах, значительную роль в излучение начинает играть противовес. В отличие от антенны «Сова», у которой противовесы практически не излучают, а излучает в основном вертикальная часть антенны, в твоих новых укороченных антеннах излучают в основном как раз противовесы. Без длинных противовесов эффективность укороченных антенн резко падает.

О эффективности антенны ты можешь судить по ее коэффициенту усиления, который определяется в относительных единицах дБи (dBi). Этот коэффициент показывает на сколько больше или меньше энергии излучает антенна в данном направление по сравнению с изотропным излучателем.

Изотропный излучатель — это такой излучатель который излучает в эфир всю подведенную к нему энергию равномерно по всем направлениям. Если представить, что мы видим электромагнитное излучение радиостанции, то такой излучатель будет выглядеть как ярко светящаяся точка.

Так вот, если этот коэффициент больше нуля, то это значит что рассматриваемая антенна в этом направлении излучается больше энергии чем такая гипотетическая яркая точка (изотропный излучатель) при условии, что к рассматриваемой антенне и к изотопному излучателю подводится одна и та же энергия.

Конечно же, если в одном направлении антенна излучает больше энергии, то согласно закону сохранения энергии в каком то другом направлении будет излучаться меньше энергии. Таким образом и формируется направленность антенны.

Теперь, если этот коэффициент получается меньше нуля, например как в твоих расчетах он получился, если я правильно помню, -20dBi (это самое большое значение коэффициента усиления, в других направлениях он, наверное, еще хуже), то это значит, что рассматриваемая антенна в этом направлении излучает в 100 раз меньше (!) энергии чем изотропный излучатель. То есть ты подводишь к антенне 6 Вт и практически вся эта мощность попадает в антенну, так как КСВ<2, но в пространство излучается всего 6 Вт/100=0,06 Вт !!! или 60 милливатт. А если подведешь к антенне 100 Вт, то в эфир будет излучаться всего 1 Вт !!!

И это прри КСВ=1; если КСВ>1, то излучаться будет еще меньше. Это значит, что большая часть подведенной энергии к антенне рассеивается в тепло и в реактивные электромагнитные поля которые не излучаются, а плещутся около антенны и негативно влияют на здоровье. Кстати, ты помнишь, как негативно влияют на здоровье маленькие ЕН-антенны…? Это происходит как раз из-за этих реактивных полей… (еще бы!  Я после однократной передачи  боюсь к ней подходить ))) – прим. Сова)

Поэтому при длине волны 11 метров антенна длиной 30 см просто физически не может быть сколько нибудь эффективной. Исправить эту ситуацию ни какое согласующее устройство не сможет. Эффективность можно повысить только увеличением длины антенны. То-есть или увеличеним штыря, или противовеса. Другого выхода не существует.

Но несмотря на то, что такие маленькие антенны плохо излучают, они все же что-то излучают! И поэтому связь, в зависимости от внешних условий распространения сигналов, даже с такими маленькими антеннами все же возможна (но не на большие расстояния несмотря даже на приличную подводимую мощность). Заранее прогнозировать на каком расстояние будет работать такая короткая антенна очень сложно, в одних условиях может 5 км и получится, а в других и 1 км не получится…

В сложившейся ситуации, принимая в расчет, что укороченные антенны очень узкополосные, можно попытаться согласовать такую антенну на конкретно заданный частотный канал, но при переходе на другой канал, она окажется не настроенной. Так же нужно учитывать, что при отсутствии противовеса его роль будет играть человек, поэтому настройка такой антенны будет зависеть и от того, кто держит в руках радиостанцию и от состояния почвы под ногами этого человека. Для увеличения широкополосности антенны нужно увеличивать ее диаметр.

Можно в качестве вибратора попытаться использовать алюминиевую банку

0,5 л, например от пива :))    (пробовала расчет, но теряется главная фишка штырка – портативность. Прим. Сова)

А еще лучше 2 банки одна над другой 🙂 Но как это конструктивно реализовать я пока не знаю. (Знаешь-знаешь! Это почти баночная EH-антенна. Моя сделана на двух банках кофе, только я ее не настроила, потому что боюсь включать )))  Но КБ «Беркут» в чудеса не верит, и такую антенну делать не будет, а речь идет о серийном производстве штатной антенны. прим. Сова)

В принципе, такой вариант должен быть несколько лучшим, чем просто короткий штырь.

В общем, как мне кажется, создание коротких антенн (длиной 30 см для

11 метровой волны) дело неблагодарное. Потребуется кропотливая настройка, которая к тому же будет постоянно изменяться в зависимости от условий эксплуатации и будет работать только на одном частотном канале.

Сергей Самков (RU3DKW)

Примечание ООО «КБ Беркут» — разработка и производство укороченных антенн для диапазона 27 МГц — это действительно не простая задача. К примеру, зарубежные производители cb-аппаратуры с ней не справились. Действительно необходимо учитывать в настройке антенны тип корпуса радиостанции, то, как её держат в руке и т.д. Действительно дальность связи зависит от состояния почвы пол ногами ведущего связь человека (проводимость поверхности сильно зависит от насыщеннойсти почвы влагой, что влияет на дальность). Идеальных коротких антенн не существует — идеала в природе вообще нет — но штатные короткие антенны для радиостанций Беркут и Хантер являются разумным компромиссом между удобством в использовании и габаритами, настроены с учётом типа корпуса радиостанции и того, что радиостанция будет в руке пользователя и по частоте перекрывают рабочие каналы радиостанций.