Вертикалы и их особенности.

Всем известны преимущества GP, но к сожалению не часто можно встретить подробную информацию об этих антеннах, что сдерживает их применение ввиду множества вопросов, связанных с настройкой и конструкцией этой антенны.

Сопротивление излучения вертикала, высотой 0.25 лямбды, равно 36.6 Ом и не зависит от высоты установки. Это очень важное преимущество, т.к. с изменением высоты установки, схема согласования антенны с кабелем , не изменяется.

Входное сопротивление(импеданс) антенны будет отличаться от значения 36.6 Ом, т.к. ,оно состоит из суммы сопротивления излучения и плюс сопротивление потерь в земле и системе противовесов антенны. Например, мы, измерив импеданс антенны на рабочей частоте, получили значение импеданса Z=70 +j0 Ом. Это означает, что мы имеем сопротивление потерь

R= 70 - 36.6 = 33.4 Ом

С этим значением сопротивления потерь, мы будем иметь GP, у которого КПД будет равен

Эфф.= (36.6/70) 100%= 52%

Мы будем терять почти половину мощности на передачу и примерно 1 S балл на прием. Поэтому, когда вам , кто-либо, говорит, что его вертикал работает без согласования с кабелем 75 Ом и при этом , КСВ равен 1, то можно смело сказать, что этот вертикал имеет КПД , приблизительно 50% и хорошей его работу, назвать никак нельзя. Поэтому, чем ближе импеданс вертикала к значению 36.6 Ом, тем лучшего качества земля, меньше сопр. потерь и выше КПД. Для того, чтобы согласовать кабель с импедансом антенны, можно воспользоваться программкой, на которую я уже ссылался в предыдущих статьях. Можно по-другому оценить КПД вашего вертикала. Например, вы питаете вертикал, высотой 0.25 лямбды, кабелем 50 Ом и получили , при этом, КСВ= 2. Это означает, что импеданс вашего вертикала , либо 25 Ом , либо 100 Ом. Импеданс 25 Ом не может быть, т.к. сопр. излуч. вертикала 36.6 Ом без учета потерь в земле и меньше этого значения , он быть не может. Значит вариант 25 Ом - отпадает. Следовательно, импеданс антенны 100 Ом. Далее, разделив 36.6 на 100 и умножив на 100%, мы получим КПД=36.6%. Это потеря 1/3 мощности на передачу и примерно 1.5 S балла на прием.

Очень важное значение имеют радиалы антенны. Во-первых, их всегда должно быть четное количество. Это потому, что токи в радиалах протекают в противоположных направлениях, а значит, они взаимно уничтожаются. Если радиалов нечетное количество, то ток в одном из радиалов не будет скомпенсирован, и поэтому в диаграмме излучения, появится горизонтальная составляющая, причем с очень высоким углом излучения т.к. радиалы расположены горизонтально и не очень высоко. Между парами радиалов надо соблюдать угол в 180 град., в противном случае , будет не полная компенсация горизонтальной составл. излучения. Оптимальное количество радиалов и их длина:

кол-во рад.         оптим. длина лямбда

4                                   0.1

12                                 0.15

24                                 0.25

48                                 0.35

96                                 0.45

120                                0.5

Какую же высоту установки вертикала выбрать? Давайте обратимся к EZNEC и смоделируем наш вертикал для среднего качества земли.

На Рис.1 дана диаграмма вертикала для высоты установки 0.1 лямбда. Максимум излучения -угол 25 град, что совсем не плохо для DX связей.

На Рис.2 то же , но для высоты установки 0.15 . Угол -20 град. Отлично!

На Рис.3 излучение раздваивается на 2 части -15 град и 60 град, что не очень хорошо, т.к. угол 60 град, бесполезен для DX связей, но мы теряем мощность на это ненужное излучение.

На Рис.4 , высота 0.5 лямбды и угол увеличивается до 50 град, что снижает дальность связи.

На Рис.5 , высота 1.0 лямбды, ситуация аналогична Рис.3, только еще хуже, т.к. большая часть энергии излучается под углом 60 град.

На Рис.6, высота 2 лямбды, энергия излучения дробится на несколько углов, т.е. мы теряем очень много энергии.

Из этого можно сделать вывод, что наилучшей высотой установки вертикала , будет высота 0.15 лямбды над землей или крышей. Вертикалы требуют для установки достаточно много свободного места. Вот данные из книги Джона Деволдера:

На диапазоне 3.5 Мгц , в радиусе 60 метров от вертикала, максимальная высота любой преграды(деревья, здания и т.д.) не должна превышать 9.1 метра.

Для 1.8 Мгц , это будет 120 метров и высота 18.2 метра.

Для 7 Мгц , это будет 30 метров и высота 4.5 метра.

Для 14Мгц- 15 метров и высота 2.2 метра .

В противном случае мы будем иметь отраженную от преграды мощность, т.е потерю энергии в нужном направлении и под нужным углом. В радиусе, минимум 1 лямбда от вертикала, не должно быть никаких вертикальных металлических предметов( мачты, ж/б столбы, провода) т.к. это сильно изменяет импеданс антенны и ее диаграмму.

Думаю, что эта информация поможет лучше понять особенности вертикалов.

Всем успеха.

Александр Барский (VA3TTT), va3ttt@yahoo.com