|
Недавно я проводил опыты по влиянию нерезонансного рефлектора на направленные свойства ЕН антенн. Они описаны на этом сайте. Немного времени удалось уделить и тому, как влияет резонансный рефлектор на направленные свойства ЕН антенны. А вот теперь появилась и сама направленная ЕН антенна. Удалось провести измерения и подтвердить их практикой. |
Влияние резонансного рефлектора на ЕН антенну
(на примере ЕН антенны на 145 МГц)
Кононов Владимир ( UA1ACO )
г. Санкт-Петербург
(на примере ЕН антенны на 145 МГц)
Кононов Владимир ( UA1ACO )
г. Санкт-Петербург
Как я и чувствовал, удалось продолжить серию опытов по влиянию рефлектора на ЕН антенну. Дело это важное и видимо этим опыты не закончатся. Если вспомнить историю, то совершенно очевидно, какое большое значение имели опыты японцев Синтаро Удо и Хидэцугу Яги, в результате которых появились направленные антенны Уда-Яги (в простонародии просто "Яги" или "Волновой канал"), а было это совсем не так и давно - в 1926 году.
К сожалению, провести некоторые измерения удалось только в ближней зоне (не более 15 длин волн), для полной картины, необходимо провести измерения и в дальней зоне (сотни длин волн), как это было описано в статье по измерению полей от ЕН антенны на этом сайте Здесь .
Теперь вернемся к нашим измерениям, которые будем проводить практически с теми же антеннами, что и в вышеупомянутой статье (добавилась лишь биконусная ЕН антенна, извлеченная из загашников :)...
Для испытаний мы имеем:
1. Треногу, с установленным на ней трансивером "Kenwood TH-F7E".
2. Стандартный полноразмерный диполь.
3. Стандартную ЕН антенну с цилиндрами.
4. ЕН антенну (с цилиндрами), изготовленную в 2006 году (можно сказать ветеран измерений :).
5. Биконусную ЕН антенну (тоже старушка 2-х летеней давности).
6. ПЛОСКУЮ ЕН антенну, изготовленную по рекомендациям Теда Харта.
7. Измерительный приемник, без АРУ, с хорошей динамической характеристикой (см. ссылку на статью выше).
8. Измеритель выхода приемника - цифровой 4-х разрядный DT9202A (точность отсчета 0,1 dB).
- Все измерения проводились на частоте 145,5 МГц.
- Использовались только автономные источники питания.
- Антенны подсоединялись к передатчику без кабеля, непосредственно к разъему трансивера.
К сожалению измерения не удалось провести в чистом поле и они проводились на той же поляне, на которой проводились и опыты с параболоцилиндрическим рефлектором. Ближайшие металлические предметы, которые бы могли повлиять на результаты измерений, находились на расстоянии не менее 50 метров. Конечно это не совсем хорошо, поэтому к результатам измерений, надо отнестись с осторожностью и в дальнейшем их перепроверить в поле.
На рисунке Рис. 1 можно увидеть треногу, с утановленным трансивером "Kenwood TH-F7E" с биконусной ЕН антенной.
|
|
|
Рис. 1 Трансивер Kenwood TH-F7E на треноге. |
Рис. 2 Измерительный приемник с цифровым индикатором. |
А на рисунке Рис. 2 измерительный приемник с цифровым индикатором. Такая "связка" приборов дает возможность проводить измерения на достаточно высоком уровне (точность измерений до 0,1 dB в диапазоне 60 dB), но реализовать эту точность в сложившихся условиях, конечно не удасться.
Техника проведения эксперимента проста:
Устанавливаем измерительный приемник на деревянной штанге в 30 метрах от передатчика и меняя антенны на передатчике, записываем показания индикатора измерительного приемника.
Затем устанавливаем на треноге, на расстоянии примерно 0,25 длины волны от антенны, проволочный рефлектор (вертикально) длиной 1030 мм. из толстого (диаметром 4 мм.) медного провода и повторяем измерения.
Результаты измерений сведены в таблицу Табл.1
Табл. 1
| Наименование | Разница по сравнению с Диполем |
Прибавка уровня сигнала с рефлектором |
Разница прибавки сигнала по сравнению с Диполем |
|
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Диполь | 0 dB | +2,7 dB | 0 dB | |
| ЕН Биконусная | +2,7 dB | +2,8 dB | +0,1 dB | |
| ЕН стандартная (сер.) | -0,6 dB | +3,0 dB | +0,3 dB | |
| ЕН стандартная (2006г.) | +3,6 dB | +2,9 dB | +0,2 dB | |
| ЕН плоская (W5QJR) | +4,3 dB | +2,5 dB | -0,2 dB |
В первой колонке таблицы перечислены используемые для эксперимента антенны. Во второй колонке, показана разность между уровнями сигнала на измерительном приемнике от разных антенн, при этом уровень сигнала от Диполя принят за "0". В третьей колонке указан прирост уровня сигнала на измерительном приемнике, когда с антеннами был использован рефлектор (на расстоянии 0,25 длины волны от антенн). И, наконец, в четвертой колонке указана разность уровеней сигнала на измерительном приемнике, при использовании рефлектора, при этом уровень от Диполя принят за "0".
И что же мы видим?
Посмотрим на вторую колонку. Большая часть ЕН антенн показывает больший уровень сигнала по сравнению с Диполем (за исключением одной ЕН антенны, но я, честно, грешу, что она расстроилась, сбился хомутик, так как упала на землю при установке, а проверить ее настройку после падения, не догадался). Опираясь на прошлые измерения, так и должно быть. В предыдущих статьях неоднократно описывались опыты по измерению уровня поля от ЕН антенн и Диполя в ближней зоне, а мы как раз и проводим измерения в ближней зоне, поэтому вроде бы все укладывается в "рамки". Задача сейчас не сравнивать уровни полей от Диполя и ЕН антенн, это уже много раз делалось, а выяснить, влияет ли рефлектро на усиление антенны и как? Можно ли ЕН антенну сделать направленной?
Взглянем теперь на третью колонку таблицы. В неё занесены результаты уровней сигнала, когда совместно с антеннами использовался резонансный рефлектор. Результат уровня сигнала от Диполя просто классический (как в учебниках), прибавка 2,7 dB. Остальные ЕН антенны также подтверждают это правило, никаких чудес (естественно есть погрешность измерений).
Четвертая колонка приведена для наглядности и показывает разницу в прибавке сигнала между Диполем (уровень взят за "0") и остальными антеннами, при использовании рефлектора.
Какой же можно сделать вывод? А вывод очень важный: при эксплуатации ЕН антенн можно использовать рефлектор, с прогнозируемым результатом прибавки усиления в ~ 3 dB, собственно, как и при использовании обычных дипольных антенн. Таким образом, ЕН антенну можно сделать направленной.
Уже после написания статьи, как радиолюбителю, захотелось изготовить такую ЕН антенну с рефлектором и попробовать в эфире ее работу. Сказано-сделано!
Такую направленную антенну с рефлектором можно изготовить буквально за несколько минут. На трансивер "Kenwood TH-F7E" я установил непосредственно ЕН антенну (длина 16 см.). Отрезал тоненькую реечку длиной 530 мм и закрепил ее на трансивере с помощью двух винтов М3 (вместо защелки). Противоположный конец реечки расщепил и зажал в нем проволочный рефлектор (медный провод диаметром 3 мм. и длиной 1030 мм.) на расстоянии 515 мм от ЕН антенны. Рефлектор закрепил на реечке с помощью обычного строительного скоча. Все... антенна готова! Рис. 3
Рис. 3 ЕН антенна с рефлектором, установлена на трансивере.
Теперь на испытания. Выхожу на крышу (дом двухэтажный в 30 км. от Питербурга). Настраиваюсь на частоту репитера... сигнал зашкаливает! 59+ ... поворачиваю антенну в горизонтальной плоскости (держу в руке и поворачиваюсь с ней сам) сигнал на индикаторе трансивера (сегментный) меняется от максимума, до одного, двух сегментов. Никакого чуда нет, мы только что проводили измерения с этой антенной, с рефлектором и без него. Снимаю рефлектор (делается это на удивление просто :) сигнал при повороте не меняется и сегментный индикатор показывает 3-4 семента. На передачу антенна работает также хорошо как и на прием, это подтвердили корреспонденты.
Успехов всем!
73!
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
06.2009г.
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
06.2009г.