Легенды и сказки про антенну

Пишет мне RU9WG, Марат из Нижневартовска:

Здравствуйте, Сергей! Пытаюсь построить Вашу многодиапазонную "Антенну быстрого развертывания". Не понял как ее делать, да и нет таких реле. Прочитал все, что нашел на сайте Медиков и cqham по этой и другим темам. Все очень понравилось, краткие и емкие ответы, но у меня остались вопросы…

Какой длины делать полотно 5, 10 или 20 метров?

Куда девать шлейфы - обратно параллельно антенне, скрутить все колечком на подоконнике или только короткозамкнутые концы, свесить вниз из окна, уложить по комнате?

Методику настройки понял. Хочу сделать ногодиапазонный вариант как у yuku, но в коробочке, на подоконнике, с переключателем.

Я отвечаю:

Привет, Марат! (RU9WG) Спасибо за интнрес к моей конструкции антенны. Иногда, в трудных условиях, только такое согласование позволяет иметь полноценную, многодиапазонную антенну. К тому же, с ОТЛИЧНЫМ СОГЛАСОВАНИЕМ! (Антенный тюнер не требуется)
Сразу замечу, что наиболее полное описание и варианты исполнения этой антенны имеются на моем сайте. http://rx3akt.narod.ru/ant_akt.html и http://rx3akt.narod.ru/metodant.htm
Что касается реле, то их совсем необязательно применять. Лично я в походном варианте использую ручное переключение с помощью обычных тумблеров (смотри рисунок ДВУХДИАПАЗОННАЯ АНТЕННА НА 160 И 80 МЕТРОВ в первой ссылке) или П2К (смотри фотографии в начале статьи и рисунок ТРЕХДИАПАЗОННАЯ АНТЕННА НА 80, 40 и 20 метров) . Испытано до мощностей 1 КВт.
Как работает многодиапазонный вариант очень просто объяснить, посмотрев внимательно на рисунок ТРЕХДИАПАЗОННАЯ АНТЕННА НА 80, 40 и 20 метров. Здесь не нужны особые знания. Сперва надо разобраться с терминами - определениями что как называть.
1) Провод антенны называется ИЗЛУЧАТЕЛЕМ или ВИБРАТОРОМ. У нормальных антенн ТОЛЬКО ОН излучает и принимает радиоволны. Ни "земля", ни кабель в процессе излучения (приема) у НОРМАЛЬНЫХ антенн роли играть НЕ ДОЛЖНЫ. Длина вибратора может быть одна, две, три или любое целое число полуволн на РАССМАТРИВАЕМОМ (тем, которым мы в данный момент интересуемся) диапазоне. При таком условии (кратное, целое число полуволн) на конце вибратора будет ВЫСОКОЕ и чисто АКТИВНОЕ (без емкостной или индуктивной составляющей) сопротивление.
2) Участок кабеля от точки присоединения к проводу вибратора до короткозамкнутого конца ПОДКЛЮЧЕННОГО отрезка называется ШЛЕЙФОМ. Длина шлейфа равна четверти волны ДЛЯ ДАННОГО ДИАПАЗОНА. Шлейф выполняет роль трансформатора сопротивлений. Внешняя поверхность (оплетка) кабеля шлейфа в процессе излучении радиоволн роли не играет. Все процессы происходят ВНУТРИ кабеля, между внутренней поверхностью оплетки и центральной жилой. Поэтому геометрическое расположение кабеля шлейфа не влияет на согласование. Его можно располагать как угодно. На шлейфе есть точка с сопротивлением, равным волновому сопротивлению применяемого кабеля - например 50 Ом. Подключение к этой точке производится путем перекусывания кабеля шлейфа с последующим его воссоединением. В результате образуются два отрезка - от вибратора до точки врезки - участок "А", от врезки до КЗ - участок "Б". В сумме А+Б= четверть волны с учетом коэффициента УКОРОЧЕНИЯ применяемого кабеля. (скорость распространения радиоволны внутри кабеля не равна скорости света, как в вакууме).
3) Участок кабеля, подключенный к пятидесятиоммной точке шлейфа называется ФИДЕР. Это третий отрезок, присоединенный к первым двум А и Б. Его длина может быть любой - от нуля (Разъем подключения к трансиверу расположен прямо на кабеле шлейфа. В разъем, при этом, должны параллельно входить оба отрезка А и Б.)  и до любой другой длины. Нагрузкой ФИДЕРА является точка на ШЛЕЙФЕ. Фидер согласован по сопротивлению. Другим концом фидер подключен к трансиверу.
4) Теперь ГЛАВНОЕ! Суть переключения диапазонов в моей антенне в том, что на более ВЫСОКОЧАСТОТНОМ диапазоне тот участок кабеля, который был до этого ФИДЕРОМ, на более НИЗКОЧАСТОТНОМ диапазоне становится ШЛЕЙФОМ. Как это происходит - легко понять при рассмотрении схемы антенны.
Еще надо помнить, что...
1) Любые проводники, подключенные к ВНЕШНЕЙ оплетке кабеля (не важно, шлейф или фидер) не влияют НИ НА ЧТО! Имеется ввиду неотключаемые оплетки КЗ отрезков "Б" шлейфа нерабочих (в данный момент) диапазонов.
2) Внешняя среда, в которой прокладывается кабель, СОВЕРШЕННО не влияет на то, что происходит у него внутри. Кабель можно закопать, залить ферритом, утопить в... если он был ранее настроен, то НИЧЕГО НЕ ДОЛЖНО ИЗМЕНИТЬСЯ! Поэтому, шлейф в процессе настройки может располагаться ПРОИЗВОЛЬНО (как угодно!), а после настройки уложить, КАК УДОБНО пользователю. При этом настройка не уйдет.

3) Кабель ШЛЕЙФА не теряет свою функцию ПОДВОДКИ ВЧ энергии к излучателю. То есть, его длина не теряется напрасно. (кроме участков "Б"). Конечно, это справедливо только тогда, когда есть возможность "дотянуться" до места, где расположен переключатель (переключатели). Иначе приходится применять реле.

Расчет для диапазона 40 метров выполнен ПРАВИЛЬНО!
Только длина вибратора получилась на несколько сантиметров больше. Я считал так... Дина волны в метрах=300/7,1(МГц). Дальше.. длину волны делим на два (т.е. полволны) и умножаем на к-т укорочения 0,95. Вобщем, у меня получается длина 20 м 7 см. (Для своих антенн я беру длину 20м 15 см для лучшего согласования на других диапазонах)

Следующее письмо от Марата:

Сергей, Спасибо!
Теперь почти все понятно. Получается, что шлейф похож на переменное сопротивление, а фидер подключается к "бегунку". Остался вопрос: когда и в каком месте должно быть Заземление? На данный момент у меня самодельный Пилигрим, УМ и КСВ-метр настроены на 50 ом. Во время настройки трансивер заземлен в своей точке, и то, к сожалению, к водопроводу, благо он еще железный. Антенне, как я понял, это без разницы. Зато потом я переставлю трансивер на 5 метров, на рабочее место. Вот думаю, надо ли заземлять при настройке?

И еще: 84 метра я не потяну. Буду экспериментировать с 20,5 метров. ЖЭКовцы хулиганят, да и хоккейный корт по периметру весь в ДРЛ-ках.

Я отвечаю:

Привет, Марат! (RU9WG) Писмо Ваше короткое, а ответ будет длинным (Хи!)

Получается, что шлейф похож на переменное сопротивление, а фидер подключается к "бегунку".
Скорее здесь аналогия с латором...

Остался вопрос: когда и в каком месте должно быть Заземление?
Как я уже писал - любой проводник, присоединенный к ВНЕШНЕЙ поверхности оплетки кабеля (и шлейфа и фидера) ничего не меняет. Это означает, что шлейф не участвует в излучении радиоволн.
Распределение тока и напряжения в проводе вибратора почти повторяет распределение их в полуволновом диполе, питаемом в центре. И тут встает вопрос - ДИПОЛЮ нужно заземление для работы его КАК АНТЕННЫ??? Вопрос очевиден - диполю СИГНАЛЬНОГО заземления НЕ ТРЕБУЕТСЯ!!! Тоже самое и с этой антенной. Для ИЗЛУЧЕНИЯ земли СОВСЕМ не нужно. Кстати, никакого заземления не требуется ЛЮБОЙ НОРМАЛЬНОЙ антенне, кроме специально предназначенных для работы с заземлениями антенн. Это, например, четвертьволновый штырь, расположенный на земле. Там заземление нужно. Для ПОЛНОЦЕННЫХ АНТЕНН таких, как диполь или рамка (дельта, квадрат), когда они НОРМАЛЬНО согласованны и, главное, отсимметрированы, земли не требуется.
Другое дело - ЗАЩИТНОЕ заземление, которое помогает от попадания фазы на корпус ВСЕЙ аппаратуры. Такое заземление присоединяется к корпусу трансивера и (или) блока питания, к усилителю и др. Но, это заземление - совсем другое!
Так, что - если у Вас корпус трансивера "кусается" по ВЧ, то это означает, что у Вас УЖАСНАЯ и СОВЕРШЕННО НЕПРАВИЛЬНО РАБОТАЮЩАЯ антенна!!! Причем, все полумеры (кольца из феррита на кабеле, искусственные земли и др...), если они требуются, только закрашивают (маскируют) этот УЖАС, а не исправляют положение.
Это тема (про заземление) одна из многих устойчивых и крайне вредных ЛЕГЕНД в среде радиолюбителей (не специалистов в радио).

КСВ-метр настроены на 50 ом.
Вот и еще одна легенда - что измеряет КСВ-метр, стоящий в нижней точке фидера? На самом деле он измеряет КСВ не в кабеле, а В ДАННОЙ ТОЧКЕ. Известно, что КСВ в кабеле зависит от его согласования и постоянен по всей его длине. Однако, если кабель не согласован то он проявляет ТРАНСФОРМИРУЮЩИЕ свойства (типичный пример - тот же наш ШЛЕЙФ в моей антенне). При этом, может так совпасть, что при определенной длине фидера к точке питания натрансформируется почти идеал, а настоящий КСВ в кабеле будет ужасным! Проверить правильность показаний КСВ-метра очень просто - надставьте кабель фидера удлинителем и снова замерьте КСВ. Если значение изменится, то Вы занимаетесь САМООБМАНОМ!

Кстати, имеется очень вредная легенда про "ПОЛУВОЛНОВЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ"... Но, это отдельная история...

трансивер заземлен в своей точке, и то, к сожалению, к водопроводу,
И еще одна ЛЕГЕНДА!
Почему "к сожалению"? У меня самого вся аппаратура ЗАЗЕМЛЕНА (ЗАЩИТНОЕ заземление) тоже на батарею отопления, которая у меня под рукой (левой). Смотрите что получается! Предположим, у Вас попала фаза на корпус трансивера. Вы держитесь за микрофон, (фаза уже на вашем теле) и касаетесь другой рукой батареи (только она у вас под другой рукой) возможности ДОТЯНУТЬСЯ до других ПРОВОДНИКОВ с ДРУГИМ потенциалом, чем фаза у вас, как правило, просто НЕТ! И что? ВАС УБИВАЕТ!!! Батарея отопления, обрамление балкона, горячая и холодная вода - это ОДИН И ТОТ ЖЕ ПРОВОДНИК - КОРПУС ДОМА (арматура железобетона, за которую эти все железки крепятся). Кстати, нейтраль вашей сети (один из двух контактов в вашей розетке) накрепко соединена с корпусом дома в щитке на лестнечной площадке т.е. уже соединена с вашей батареей. Проверьте сказанное тестором! При заземлении, если прошивает фаза, то вышибает пробки (автомат). А при заземлении в виде "корыта, зарытого в огороде" пробки могут и не сработать. Ведь корыто ни как гальванически не соединено с нейтралью сети. Кстати, в ЕВРОРОЗЕТКЕ заземляющие контакты - это та же нейтраль (корпус дома), но проложенная от щитка отдельным проводом.
Вывод - МНЕ (надеюсь, что и Вам) СВОЯ ЖИЗНЬ ДОРОГА, КАК ПАМЯТЬ (О. Бендер). А все, что говорят "электрики"... пусть их и убивает!
Но, повторяю, к СИГНАЛЬНОМУ заземлению (для антенны) такое заземление НИ КАКОГО ОТНОШЕНИЯ НЕ ИМЕЕТ! Как проверить имеет или не имеет? Если у вас показания КСВ-метра, качество приема, слышимость при передаче НИ КАК не меняются при РУЧНОМ и БЫСТРОМ касании проводом земли к корпусу аппаратуры, то у вас ВСЕ ПРАВИЛЬНО РАБОТАЕТ! Если нет - ПЛОХО!

Есть еще способы заземления и специальные приемы прокладки фидера для защиты от грозового разряда. Но, это отдельный рассказ...

В этой связи - очередная ЛЕГЕНДА... Некоторые говорят "моя антенна шумная". А шумная она потому, что половина антенны - это та самая земля. Причем, аппаратура может совсем не иметь земли, но если трансивер принимает корпусом, то по ВЧ сигнал помехи все равно проникнет из сети. Как мы уже выяснили, корпус дома (батарея, водопровод и др...) являются элементом осветительной сети СО ВСЕМИ ЕЕ ПОМЕХАМИ! Это СТРАШНО на прием, но и на передачу тоже! Начинают "разговаривать" телевизоры, зависать компьютеры... Предположим, что радиолюбитель живет в месте, где нет ЭФИРНЫХ помех, но из-за своей дури принимает сплошные помехи из сети и клянет весь белый свет! Мало того, дает общий вызов и НИ КОГО НЕ ПРИНИМАЕТ! А ему сто человек кричат - отвечают! Такую картину часто можно наблюдать в эфире. А вся причина в ЛОЖНОЙ "настройке" антенны, имеющей АНТЕННЫЙ ЭФФЕКТ ФИДЕРА.

Еще есть ЛЕГЕНДА про "шумность" замкнутых и не замкнутых антенн... Но, про это потом.

И еще: 84 метра я не потяну. Буду экспериментировать с 20,5 метров.
Используйте ту длину полотна, которая умещается в ваших условиях. Только делайте СТРОГО определенную по формуле длину, а потом оттяжку через хороший изолятор... Длина вибратора будет определять самый низкочастотный диапазон, который можно иметь для моей антенны. Например, если длина 20 м 15 см, то ШЛЕЙФОМ можно переключаться на диапазоны 40, 20 и 10 м.

Марат! Не давайте затуманивать свой разум сочинителям ЛЕГЕНД! Их много (и легенд и сочинителей) и они перенимают БЕЗДУМНО эти сказки друг у друга. Это все из-за недостатка профессиональных знаний, узости видения технических вопросв, из-за НЕУМЕНИЯ и НЕЖЕЛАНИЯ хоть немного мыслить ЛОГИЧЕСКИ.

Следующее письмо от Марата:

Привет! Встретил интересную ссылку, пост 273
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=20051&page=28
А мне, все-же не понятно, где вторая клемма двухполюсника для
излучателя. Гена нарисовал сопротивление на конце кабеля. Излучатель
через распределенную емкость должен замкнуться на "вторую клемму". Я не разбираюсь в этом деле. Ругайте, не обижусь. Только не подробно пишите. Два слова. Я один читать не хочу, жаба задушит за ваше время и труд. оо 73
 

Я отвечаю:

Привет, Марат!

Покороче? Пожалуйста!
Вот, у простого диполя, питаемого в центре, на конце есть высокое напряжение. Это известный факт. И тут возникает вопрос - а относительно чего измерялось это напряжение? Ведь на конце диполя нет второй клеммы... а напряжение ЕСТЬ! Только не думайте, что измерения производились относительно входных клемм в центре диполя. Такие «замеры» невозможно осуществить на практике так, как суммарная длина «проводов до тестора» будет как раз четверть волны и это координально исказит результат.
Точно так же есть напряжение на конце полуволнового вибратора, питаемого с конца. Его создает или шлейф или контур (Фукс) на своем ОДНОМ выводе..
Здесь неправильно подходить к проблеме, как в привычном случае с лампочкой и батарейкой. На конце вибратора понятие "напряжение" сливается с понятием "напряженность поля". Ведь ток в торец провода втекает именно потому, что провод ОТДАЕТ энергию в виде ИЗЛУЧЕНИЯ.

Можно и подлиннее...
Кто учил физику в ШКОЛЕ, тот помнит определение понятия "ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ". В учебнике написано, что это разность ПОТЕНЦИАЛОВ двух электрических ЗАРЯДОВ. Заметьте, что при замере ПОТЕНЦИАЛА электрически заряженного тела все обходятся без второй точки (статически заряженный кусочек бумажки, например). Это, если мы говорим о постоянном напряжении. Оно образуется СТАТИЧЕСКОЙ разностью потенциалов на концах выводов батарейки (например). При прикосновении заряженного тела к другому телу, имеющему другой по величине заряд, заряд с первого тела стекает на второе. Налицо кратковременный импульс электрического ТОКА. Где вторая клемма в этом случае? Да все просто! Первая клемма - это ПЕРВОЕ заряженное тело, а вторая клемма - это ВТОРОЕ тело с отличающимся зарядом. После выравнивания потенциалов (стекания заряда) процесс прекращается и ТОК перестает течь. Если взять переменное напряжение, то, очевидно, что оно образуется зарядами с постоянно изменяющемся ПОТЕНЦИАЛОМ (по определению понятия НАПРЯЖЕНИЕ). В этом случае в течении первой четверти периода синусоиды нарастания потенциала электрического заряда НА КОНЦЕ шлейфа заряд стекает на конец провода вибратора, превращается им в ПОЛЕ, которое излучается в эфир т.е. идет ОТДАЧА ЭНЕРГИИ и по длине полотна, начиная от конца, напряжение поэтому постоянно уменьшается. Между соседними точками провода возникает разность потенциалов (напряжение), поэтому по проводу ТЕЧЕТ ТОК (закон Ома). Так бы все и закончилось, если бы на выходе шлейфа заряд вдруг не пошел на уменьшение - вторая четверть периода синусоиды. Это не дает току "успокоится", как получается при ПОСТОЯННОМ заряде. Тоже повторяется и для третьей и четвертой четвертушки периода изменения заряда.
Другими словами - вторая клемма у источника сигнала (шлейф, контур...) конечно есть, только это не оплетка на конце шлейфа и не земля для Фукса, а сам конец провода вибратора.
Кто этого не видит, тот СЛЕПЕЦ или ДУРАК!

Вот, например, один из таких пишет на форуме http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=20051&page=36

«…Эксперимент 1.

КСВ = 1 при нагрузке 650 Ом, включенной между центральной жилой и оплеткой на «горячем» конце шлейфа. Кабель RG-213 средняя полоса 7 - 7.3МГц Fo = 7.15МГц…»

Я же повторяю всем: «Для измерения параметров коаксиального шлейфа, включать активную нагрузку (эквивалент) относительно центральной жилы и оплетки на его разомкнутом конце НЕЛЬЗЯ!»

В этой связи возникает два главных вопроса:

Первый – каковы потери в шлейфе? Или более общо – каков КПД J-антенны с кабельным шлейфом?

Второй – какова роль кабеля шлейфа, как противовеса?

«Теоретики» свободно отвечают на эти вопросы, не утруждая себя практической проверкой. И в самом деле! Как произвести измерения, если принять выделенное выше красным шрифтом? Основная трудность – это ОПРЕДЕЛЕНИЕ (не вычисление!) сопротивления в торце вибратора. Недавно я произвел некоторые эксперименты в этой связи. Методику и краткие результаты привожу здесь… Тут встает дополнительный вопрос о котором рассуждается выше – относительно чего производить измерения? Ведь любой измерительный комплекс в данном случае будет сильно влиять и искажать истинные результаты. Но, оказывается, выход есть, если использовать современную ПРОФЕССИОНАЛЬНУЮ измерительную аппаратуру. Например, сетевой анализатор фирмы Agilent Technologies, модель E5071B, доступ к которому у меня к счатью имеется -  http://vbay.su/items/100146794819592.htm позволяет перед замерами проиизводить так называемую НОРМАЛИЗАЦИЮ. Это предварительный учет (фиксация) всех внешних мешающих факторов и дальнейшее их «игнорирование» при предоставлении результатов измерения. Например, мы хотим посмотреть диаграмму полных комплексных сопротивлений (Вольперта – Смита). http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%B0%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B0_%D0%92%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%BF%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B0_%E2%80%94_%D0%A1%D0%BC%D0%B8%D1%82%D0%B0 При присоединении к измерительному порту (входу – выходу прибора) соединительного кабеля некоторой длины БЕЗ НАГРУЗКИ, на экране возникает картина частотной зависимости ИМПЕДАНСА (комплексного сопротивления) данного куска кабеля, как разомкнутого шлейфа. Мы еще не присоединили измеряемую нагрузку, а дисплей прибора уже нарисовал некую Абру – Кадабру, которая конечно наложится на истинную картину измерений и полностью их затуманит. Так, вот! С помощью некоторых манипуляций с прибором возможно учесть все свойства этого СОЕДИНИТЕЛЬНОГО (служебного) кабеля и еще учеть потери в нем. В результате мы как бы переносимся на самый кончик кабеля, на его вход, к самой точке измерения. А свойства самого куска кабеля прибором учитываются и «убираются». После проведения процедуры НОРМАЛИЗАЦИИ при никуда еще не присоединенном кабеле (режим ХХ) на диаграмме Смита мы видем точку в правом углу круга, которая расположена на горизонтальной оси активных сопротивлений. Осталось только присоединить К ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЖИЛЕ кабеля провод – вибратор, некоторой известной длины. Для удобства я присоединял кусотек тонкой медной проволоки длиной 35 см, что приблизительно соответствует пол – волны для диапазона 430 МГц. Осталось только курсором найти точки пересечения полученной кривой горизонтальной центральной оси графика – линии активных сопротивлений. Тем самым определить РЕЗОНАНСНЫЕ частоты. (Как известно из курса школьной физики – электрический резонанс – это полноая взаимная компенсация реактивных составляющих импеданса. При этом остается ТОЛЬКО активное сопротивление). Я поинтересовался только тремя точками – на первой, второй и третьей гармонике, хотя прибор позволяет видеть частоты до 8 ГГц. Или для электрических длин вибратора – одна, две и три полуволны. Вот цифры…

Зависимость торцевого сопротивления от частоты была очень острая. Малейшая расстройка изменяла (уменьшала) значение в разы. Я подозреваю, что разрешающая способность прибора не позволила мне увидеть точно максимальные значения, они наверняка были несколько больше измеренных. Что еще меня удивило, так это то, что оказывается физическую длину вибратора надо не укорачивать по отношению к длине полуволны на резонансной частоте, а удлинять! В самом деле – для частоты 470 МГц длина волны будет 0,638 м, пол волны - соответственно 0,319 м. А мы наблюдаем резонанс при длине вибратора 0,35 м. Значит надо использовать коэффициент УДЛИНЕНИЯ, равный 1,095, а не коэффициент укорочения, обычно берущийся равным 0,95 и происхождение которого объясняется наличием концевых емкостей у провода излучателя.

Полученные цифры позволяют с большей определенностью подойти к вопросу численного значения потерь. А то некоторые «теоретики» пишут в своих постах разные «круглые» цифры потерь… 60%, 90% не утруждая себя объяснениями их происхождения.

Еще раз подчеркиваю, что это цифры ИЗМЕРЕННОГО НА ПРАКТИКЕ ТОРЦЕВОГО сопротивления полуволнового вибратоа, а не какого то там эквивалента, подключенного к концу шлейфа.

И, все же! Как НАПРЯМУЮ измерить эффективность антенны? Конечно можно воспользоваться сравнением силы сигнала при использовании образцовой (привычной) антенны и этой при реальной работе в эфире. Но, тут возникает много неопределенностей, которые могут быть разрешены только СТАТИСТИЧЕСКИМ методом – долгой работой в эфире и сравнением моих рапортов с рапортами соседей, работающих той же мощностью. Но, здесь вмешиваются и диагарммы направленности и условия подвеса и много других факторов. К тому же эффективность работы антенн у среднестатистического радиолюбителя невысока. При использовании привычных антенн на диапазонах, где они не могут быть легко согласованы (полуволновый вибратор на второй гармонике) эффективность последних невысока, но, почему то они не подвергаются критике со стороны «умников – теоретиков», которые кричат о том, во что свято ВЕРЯТ (не знают!), а проверять свои утверждения практикой считают ниже своего достоинства. И, конечно, говорить о численных различиях в эффетивностях сравниваемых антенн в таком случае не приходится.

Как же быть? Мне кажется, что я нашел выход!

Я решил измерить напряженность электрической составляющей электромагнитного поля на концах полуволнового диполя с питанием в центре и на концах неразрезного полуволнового ввибратора с питанием в торец и согласованием с помощью коаксиального четвертьволнового КЗ шлейфа – той антенны, о которой идет речь. Для измерения поля я использовал маленький стрелочный гальванометр на ток 100 мкА с присоединенной детекторной секцией, собранной на двух германиевых диодах по схеме удвоения напряжения. Никаких дополнительных проводов к этой схеме подсоединено небыло. При подвешивании такого измерителя на капроновой нитке к концу вибратора, на расстоянии около 30 см от провода стрелка уверенно отклонялась на полную шкалу при мощности передатчика около 50 Вт. Такие отклонения легко наблюдаются визуально на расстоянии в несколько метров.

В качестве источника сигнала использовался трансивер фирмы ICOM марки IC-7000. В режиме непрерывного излучения (FM) через меню изменялась выходная мощность с целью выставить стрелку измерителя напряженности поля на максимальное отклонение, не допуская зашкала.

Эксперимент проводился на дачном участке. Проводящих предметов и деревьев вблизи и под сравниваемыми антеннами небыло.

Суть эксперимента заключалась в следующем: На доступной высоте подвеса, равной 2 метра, сперва ГОРИЗОНТАЛЬНО подвешивался отлично согласованный и отсимметрированный полуволновый диполь для диапазона 20 метров… http://rx3akt.narod.ru/optsogan.htm и поочередно змерялась напряженность поля на концах антенны при строго определенном положении и расстоянии от её концов. Затем первая антенна снималась и точно на ее мете, на той же высоте подвешивалась J-антенна с кабельным шлейфом на тот же диапазон 20 метров. То, что она отлично согласована и показала великолепные результаты в работе, как и первая антенна, я знал давно и подтвердил это совсем недавно… http://rx3akt.narod.ru/moroz_12.htm  Как и к первой антенне к «горячим» концам этой антенны поочередно был подвешен измеритель поля и регулировкой выходной мощности было достигнуто максимальное отклонение стрелки. Цифры мощностей, измереные в процентах от максимальной мощности трансивера (Такой отсчет мощности в данном трансивере!), были записаны и проанализированы. Тип кабеля для фидера первой антенны был идентичен типу кабеля для шлейфа второй антенны. Это тонкий, диаметром всего 4 мм, кабель с фторопластовой изоляцией и плотным чулком оплетки.

Вот краткие выводы по результатам эксперимента:

Показания измерителя поля на обоих концах первой (эталонной) антенны были совершенно идентичными при одинаковой мощности, равной 53%.

Для J-антенны, при расположении измерителя поля возле дальнего (относительно точки подключения шлейфа) конца вибратора, показания измерителя поля были максимальными при 43% мощности (!!!). То есть несколько МЕНЬШЕ, чем на концах первой антенны. То есть, та же напряженность поля создавалась при меньшей мощности. На противоположном конце провода, в точке присоединения шлейфа, стрелка достигла максимума при 64% мощности. То есть при большей мощности, чем у диполя. Средняя цифра эффективности составила 53,5%, или немного ВЫШЕ показателя эффективности образцовой антенны. Асимметрию показаний очевидно можно объяснить асимметричным способом питания. Причем, при расположении кабеля шлейфа соосно с вибратором, асиммерия показаний несколько возрастала. Приведенные цифры приведены для случая перпендикулярного расположения шлейфа относительно полотна антенны. Так обычно и бывает на практике. И, как видно, такое расположение шлейфа предпочтительнее, чем соосное.

Численные результаты экспериментов ГОВОРЯТ САМИ ЗА СЕБЯ!

Эти простые и понятные эксперименты я собираюсь повторить на всех грядущих радиолюбительских слетах, в которых постараюсь непременно участвовать.

Что касается роли шлейфа, как противовеса, то об этом уже перестали ТАЛДЫЧИТЬ даже «теоретики» на форумах. Но и тут тоже помог измеритель поля. Правда теперь его пришлось перемещать вручную вдоль кабеля, насадив на пластмассовую палку. Показания очень резко уменьшаются начиная от точки присоединения шлейфа к проволоке. На расстоянии около 30 см. стрелка индикатора уже почти не отклонялась, находясь ВПЛОТНУЮ рядом с кабелем. Косвенным свидетельством почти полного неучастия кабеля шлейфа в процессе волнообразования свидетельствует тот факт, что настройка в точке питания (точка 50 Ом на шлейфе) ни как не уходила от перемещения шлейфа в пространстве, расположения его на земле, сворачивания в бухту. Я уже и не говорю о том, что такого неприятного явления, как покусывание ВЧ от корпуса, с данной антенной НИКОГДА не наблюдалось. Несмотря на ПОЛНОЕ отсутствие какого – либо заземления. Особенно это явно проявлялось на слетах, при питании трансивера от автомобильного аккумулятора. Автомобиль, при этом, был ПОЛНОСТЬЮ изолирован от грунта своими шинами. Та же картина проявлялась и при питании трансивера от ОТДЕЛЬНОГО аккумулятора, вынутого из машины или моторной лодки.

Как же объяснить куда же девается поле на поверхности оплетки кабеля шлейфа? Само поле НИ КУДА НЕ ДЕВАЕТСЯ! Оно, как ему положено во всех моделях ПРОДОЛЖАЕТСЯ вдоль кабеля шлейфа… ТОЛЬКО НАХОДИТСЯ ВНУТРИ , между внутренней поверхностью оплетки и центральной жилой. И, естественно, при таких условиях не излучается в пространство. Та же часть поля, которая НАВОДИТСЯ или СТЕКАЕТ все же на поверхность оплетки в точке подсоединения вибратора, быстро затухает, что мы и наблюдаем при эксперименте.

Напоследок я предложил бы всем самостоятельно произвести  серию подобных экспериментов. Свежий воздух, природа – способствуют мышлению. А тухлая тишь компьютерных офисов со скучающим от безделия «планктоном», хотя раньше и нахватавшимся каких то знаний, но теперь, без их ПРАКТИЧЕСКОГО применения совсем одичавшим и впавшим в МАРАЗМ, завидующим всем, кто дышит свободной грудью, рождает чудовищ, которые страшны в первую очередь им самим, и периодически их же ПОЖИРАЮТ!

Заключительное письмо от Марата:

Полностью с Вами согласен по всем "загадкам"! Сталкивался с таким. Да и лично знаю упертых “знатоков”. Спорить и даже возражать им просто опасно. Это, как у М. Жванецкого: -"Скажи умному, что он дурак - он не поверит и рассмеётся. Скажи дураку, что он дурак - рискнешь своим здоровьем".
С проблемой заземления знаком профессионально, т.к. всю жизнь электромонтер, киповец, связист, инженер-наладчик, газовик, телемеханик, учитель математики.

Спасибо за все! Желаю крепкого сибирского ЗДОРОВЬЯ! Хорошего стабильного настроения! Высокого динамического диапазона к идиотам!

Нижневартовск, Марат, RU9WG. 73!

RX3AKT

03.03.2012