Предыдущие испытания из нескольких ЕН антенн, проведенные в мае, внушили некоторый оптимизм, но в то же время и насторожили своими результатами. Испытание ЕН антенн, да и вообще антенн, дело очень хлопотное и кропотливое. Вполне возможно получить результаты, вводящие в заблуждение из-за того, что не были учтены какие-то нюансы и, казалось бы, мелочи. Вспоминаю времена, проведенные на антенном полигоне, когда проверка характеристик антенн (специально отмечу - серийных) занимала не один день! К сожалению, сейчас таких возможностей нет: ни инструментальных, ни по времени. Если как-то и удается провести опыты с ЕН антеннами, то только в течении нескольких часов и с домашними "заготовками", используя общедоступные серийные приборы. Естественно, что проводить какие-то испытания в городских условиях совершенно бесполезно, разве что очень, очень приблизительные.
В итоге, я пришел к выводу, что при проведении майских опытов не были учтены некоторые критические факторы (близость земли и т.д.), что сильно повлияло на результаты. Поэтому ранее опубликованная статья на этом сайте заменена на новую, содержащую результаты последних опытов, проведенных, по возможности, более тщательно и планомерно. Хочу выразить благодарность всем приславшим отзывы по статье и за конструктивные замечания. По возможности они были учтены при повторении опытов.
А теперь непосредственно к теме испытаний.
Во первых, решено было ограничить объем опыта только двумя ЕН антеннами. Все должно быть планомерно. Когда будет понятно как работают две ЕН антенны, можно перейти и к большему количеству.
Во вторых, решено было поднять ЕН антенны на такую высоту, на какую возможно. Антенны были подняты на 5 метров (т.е. 2,5 длины волны над землей, а в предыдущем опыте они были подняты на 1,5 метра, что менее длины волны).
Более тщательно была проверена система согласования антенн (для двух антенн она конечно намного проще, чем для четырех).
Предатчик использовался такой же - мощностью 1 ватт, с ЕН антенной, и был установлен на расстоянии около 300 метров от места испытания. Используемая частота, как и в предыдущем опыте - 145,5 МГц. На этот раз испытания проводились в поле, на аэродроме "Сельцо" в ЛО. Таким образом, в радиусе, по крайней мере 300 метров, никаких посторонних предметов не было.
Была применена схема согласования двух 50-омных антенн, стандартная и довольно часто применяется на практике. Более подробно об этом можно прочитать например в книге: "Любительские антенны коротких и ультракоротких волн", З.Беньковский и Э.Липинский, Москва, изд. "Радио и Связь" 1983г. стр 109, рис. 3.2
Примененный трансформатор на двух четвертьволновых 75-омных отрезках кабеля, включенных в параллель, не совсем точно преобразует величину сопротивления 50 Ом в 25 Ом (две ЕН антенны включенные в параллель через волновые отрезки кабеля RG-58U MIL 50 Ом).
| R=(Z*Z)/Ra |
(1) |
| R=(37,5*37,5)/50=28,125 Ом |
получается 28,125 Ом. При этом, коэффициент стоячий волны (КСВ), теоретически получается:
| КСВ = (|Z1+Z2|+|Z1-Z2|)/(|Z1+Z2|-|Z1-Z2|) |
(2) |
| (28,125+25)+(28,125-25)/(28,125+25)-(28,125-25) = 1,125 |
что вполне приемлемо. На практике же он получился (с заглушками по 50 Ом, вместо ЕН антенн) - 1,2 что даже очень хорошо. Подробная схема согласования приведена на рисунке Рис. 1.
Рис. 1
Система согласования двух ЕН антенн на отрезках кабеля 50 Ом и 75 Ом.
* k - коэффициент укорочения кабеля = 0,66
Практически антенны были расположены на 5 метровой мачте с перекладиной, (по этой перекладине их можно было передвигать относительно друг друга) см. Рис. 2
Рис. 2
ЕН антенны на мачте (расстояние между антеннами 0,5 метра)
Расстояние между двумя антеннами можно было менять в широких пределах, вплоть до 2,6 метра, см. Рис. 3
Рис. 2
ЕН антенны на мачте (расстояние между антеннами 1,5 метра)
Результаты измерений сведены в таблицу Таб. 1. Плоскость расположения ЕН антенн была перпендикулярна направлению на передатчик.
( : --> TX )
Расстояние
между ЕН антеннами
(метры) |
0,2 |
0.5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
Одна ЕН антенна
контрольный уровень |
| Уровень сигнала |
0 dB |
0 dB |
+3 dB |
0 dB |
+3 dB |
0 dB |
Табл. 1
Уровни сигналов, соответствующие расстоянию между двумя ЕН антеннами,
относительно уровня сигнала с одной ЕН антенны.
Если обратиться к предыдущим испытаниям, то станет понятно, что на результаты испытаний сильно повлияла близость земли (1,5 метра). В настоящих испытаниях все встало на свои места, так как высота подъема антенн была 5 метров.
В дальнейшем плоскость расположения ЕН антенн была изменена и они располагались на одной линии с передатчиком.
( .. --> TX )
Результаты этих измерений приведены в таблице Таб. 2
Расстояние
между ЕН антеннами
(метры) |
0,2 |
0.5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
Одна ЕН антенна
контрольный уровень |
| Уровень сигнала |
0 dB |
0 dB |
+1 dB |
+2 dB |
+1 dB |
0 dB |
Табл. 2
Уровни сигналов, соответствующие расстоянию между двумя ЕН антеннами,
относительно уровня сигнала с одной ЕН антенны.
Далее антенны были установлены горизонтально и в плоскости перпендикулярной направлению на передатчик, см. Рис. 4
Рис. 4
ЕН антенны на мачте (расстояние между антеннами 0,5 метра) и расположены горизонтально.
Результаты сведены в таблицу Таб. 3
Расстояние
между ЕН антеннами
(метры) |
0.5 |
1,0 |
1,5 |
Одна ЕН антенна
контрольный уровень |
| Уровень сигнала |
+3 dB |
+3 dB |
0 dB |
0 dB |
Табл. 3
Уровни сигналов, соответствующие расстоянию между двумя ЕН антеннами,
относительно уровня сигнала с одной ЕН антенны.
Результаты проведенных опытов дают надежду на то, что применяя систему из нескольких ЕН антенн можно улучшить показатель сигнал/шум на приеме (подтверждается старое, золотое правило: "лучший усилитель - это антенна"). Опыт по изменению плоскости расположения антенн относительно передатчика, также дает пищу для размышлений о диагараммах направленности. В любом случае, по результатам опытов, можно сделать хотя бы один вывод (который и раньше был известен) - эти антенны не "любят", когда вблизи антенны что-то находится, по крайней мере на расстоянии в две длины антенны (в нашем случае менее 0,5 длины волны), происходит растройка антенны и усиление резко падает.
Я думаю, дальнейшие опыты по использованию системы из нескольких ЕН антенн ждут своих энтузиастов. Эти опрыты проводятся не для того, чтобы что-то кому-то доказать, а для того, чтобы понять как работают ЕН антенны и что можно от них получить.
Если появится время, постараюсь сделать систему из двух ЕН антенн на диапазон 14 МГц и получить результаты от сравнения антенн в реальном эфире.
P.S.
- Сегодня получил QSL-карточку от HS0ZBS (Thailand). Курт (Kurt) пишет: "Nice to meet you dear Vlad. FB your EH antenna doing UFB! (RST 599 PSK-31). I have been using MFJ-Loop ant ...50 wtts".
- А два дня назад удалось QSO с Австралией - VK6DU (PSK-31, при 30 ваттах и на ЕН антенну, на 14 МГц).
73!
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
06.2006г.
ПРОДОЛЖЕНИЕ
Прошло две недели, и вот удалось испытать систему из двух ЕН антенн на частоту 14 МГц. Правда не удалось сделать даже четверти того, что намечалось, но... как говорится "отрицательный результат тоже результат".
Для этого опыта были изготовлены две ЕН антенны на 14 МГц, по описанию, данному в первых статьях. Различие заключалось лишь в том, что были взяты пластиковые трубы длиной 1 метр. На длине 0,5 метра была сделана собственно ЕН антенна, а вторые 0,5 метра использовались для крепления антенны к мачте.
Антенны были подняты на высоту около 6 метров и располагались на расстоянии около 10 метров друг от друга. Использовалась точно такая же схема согласования, какая и описывалась выше (естественно на частоту 14 МГц).
В качестве индикатора использовался Индикатор Поля с отключенной штыревой антенной и с подключенной системой из двух ЕН антенн на частоту 14 МГц. Длина кабеля (50 Ом) от согласования до Индикатора Поля равнялась двум длинам волн (около 28 метров).
Передатчиком служил трансивер (в режиме CW) ICOM-718, с пониженной мощностью (около 5-10 ватт), питаемый от аккумулятора. В качестве антенны передатчика использовался стандартный полуволновый Диполь на высоте 2 метра и на расстоянии около 2-3 длин волн от приемных антенн. Расстояние конечно не велико, но, к сожалению, в наличии не было приемника с отключаемой АРУ, а чувствительность Индикатора Поля не велика.
Общий вид системы антенн показан на рисунке Рис. 5
Рис. 5
ЕН антенны на мачтах (расстояние между антеннами около 10 метров).
Результат такой: уровень сигнала, который показал Индикатор Поля был одинаков с одной и с двумя антеннами. Как и говорилось выше, не удалось разнести антенны на разные расстояния и посмотреть изменения сигнала в этих положениях, а значит пока рано говорить об установке такой системы на крышу. Повторюсь, но "отрицательный результат тоже результат".
73!
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
07.2006г.
