|
Давно было желание сравнить уровни полей от диполя и различных ЕН антенн на растояниях в несколько десятков, а то и сотен длин волн, но... времени для осуществления задуманного не было. Удалось измерять поля только в ближней зоне, до 2-5 длин волн. И вот, наконец, нашлось время и место - удалось провести все измерения. |
Уровни полей от ЕН и полноразмерного Диполя
в ближней и дальней зоне.
Кононов Владимир ( UA1ACO )
г. Санкт-Петербург
В течение последних двух лет мне неоднократно хотелось измерить поля от ЕН антенн и сравнить их с уровнями полей от стандартного полноразмерного Диполя. Несколько раз удалось проделать такой опыт, но как правило расстояния от измерителя поля до антенны было небольшим, не более 2-5 длин волн. Считать такие измерения достоверными, для сравнения уровня полей в дальней зоне, было нельзя (поэтому на сайте и нет этой информации).
Было сделано большое количество ЕН антенн на разные диапазоны. Реальная работа в эфире начиналась с того, что изготавливался стандартный Диполь на этот же диапазон и шло постоянное сравнение между ЕН антенной и полноразмерным Диполем, как на прием, так и на передачу. Обобщая можно сказать, что Диполь и ЕН антенна работали одинаково (иногда чуть лучше, иногда чуть хуже). Но это сравнение было лишь субъективным, на слух, или на экране измерителя спектра (в dB) при работе на PSK31. Хотелось провести более точные инструментальные измерения.
Один раз удалось провести измерения при расстояниях до 150 длин волн (для диапазона 145 МГц), но... измерения проводились на длинной аллее, по краям которой стояли осветительные металлические фонари (на расстоянии примерно 20-25 метров друг от друга). Естественно, переотражения от этих фонарей резко исказили картину измерений (см. Рис. 1) и считать такие измерения корректными (даже при усреднении измерений) также было нельзя. Ради справедливости надо сказать, что какая-то общая картина все же вырисовывалась.
Рис. 1 Измерения уровня полей на аллее с металлическими фонарями.
Прошло время, но руки не доходили провести измерения в поле, где уже ничего не помешало бы определить правильную картину распределения уровней полей. И вот наступил июль... хорошая погода, и я оказался на одном из аэродромов с полным комплектом аппаратуры и антенн, для проведения измерений уровня полей.
Что мы имеем:
- Передатчик на частоту 145,5 МГц с выходной мощностью 1 ватт (питание от аккумулятора, с фильтром).
- Антенна ЕН с цилиндрами №1; КСВ = 1,2
- Антенна ЕН с цилиндрами №2; КСВ = 1,1
- Антенна ЕН с цилиндрами (старая 2005 года); КСВ = 1,25
- Антенна ЕН плоская; КСВ = 1,23
- Антенна ЕН плоская укороченная; КСВ = 1,22
- Диполь на 145,5 МГц полноразмерный; КСВ = 1,03
- антенна "резинка" от переносной станции; КСВ = 1,38
- Приемник измерительный на 145,5 МГц с кварцевой стабилизацией и линейным динамическим диапазонов 60 dB (без АРУ), антенна вертикальный штырь (15 см.), питание от отдельного аккумулятора.
- Измеритель выхода приемника - цифровой 4-х разрядный М890G (точность отсчета 0,1 dB).
Рис. 2 Антенны, используемые для измерений.
Схема проведения эксперимента очень проста: на передатчик поочередно устанавливались проверяемые антенны, а измеритель уровня поля (приемник) относился на расстояние от передатчика, вплоть до расстояния 230 длин волн (~0.5 км), и при этом через равные промежутки расстояния, производились измерения уровня поля (при измерениях с горизонтальным Диполем, Диполь ориентировался по МАКСИМУМУ излучения).
Внешний вид приемника (установлен на диэлектрической штанге) и предатчика с аккумулятором (в правом нижнем углу фотографии), показан на рисунке Рис. 3
Рис. 3 Внешний вид приемника на штанге и передатчика (в правом нижнем углу фото).
Результаты проведенных измерений уровня поля от различных антенн, представлены на рисунке Рис. 4
Рис. 4 Изменение уровня поля от различных антенн, в зависимости от расстояния.
1. Из этого графика видно, что стабильное "течение" кривых, начинается где-то с расстояния 100-120 длин волн. Видимо здесь и начинается дальняя зона, если ее можно так назвать. Надо сказать, что измерения проводились с различными антеннами (всего 8 антенн) и "ход" графиков для всех антенн был одинаков.
2. Далее, что мы еще можем увидеть? Из рисунка ясно видно, что графики уровня поля от полноразмерного Диполя, плоской ЕН антенны и ЕН антенны (№2) с цилинрами, практически совпадают! Это говорит о многом, ведь геометрические размеры Диполя и ЕН антенн разные, ЕН антенны значительно меньше. В который раз эти графики подтверждают, что ЕН антенны по эффективности сравнимы с полноразмерным Диполем, а по некоторым параметрам и превышают его. Но если эти ЕН антенны просчитать в программе MMANA, то мы получим -20/-28dB (на этом сайте есть результаты расчета ЕН антенн в программе MMANA, в других статьях). Практически же это не подтверждается (и кабеля у антенн нет, чтобы он мог излучать - антенны устанавливались непосредственно на передатчик, и рядом с антеннами ничего не было, чтобы что-то могло переизлучать - голое поле). Не учитывает программа MMANA токов смещения, на которых и основан принцип действия ЕН антенн (действующая теория ЕН), а просчитывает их как укороченные "вертикалы" (классические диполи), так я предполагаю.
3. Теперь вспомним статью этого сайта, в которой описаны сравнительные испытания ЕН антенн и "резинки" от переносной станции. Разница между ЕН антенной и "резинкой" в тех экспериментах была 6-10 dB, что очень хорошо согласуется с настоящими измерениями., проведенными уже несколько раз, в разных условиях.
4. Даже плоская, маленькая (отрезанная наполовину) ЕН антенна, работала лучше, чем "резинка", хотя по размерам она в четыре раза меньше авторучки! Да, не умею я еще как следует настраивать ЕН антенны и еще не вполне понимаю как они правильно работают, иначе результаты были бы еще лучше. Все теоретические предпосылки к этому есть!
73! Владимир UA1ACO
09.2007г.
09.2007г.