Характеристики антенны
Угол излучения
Большинство из нас думают, что наша антенна “снимает” сигнал прямо с конца (если это луч), под прямым углом к антенне. Некоторые операторы даже сгибают свою мачту так, чтобы их антенна не располагалась так, чтобы стрела была параллельна земле (не делайте этого, читайте дальше).
Они надеются передавать сигнал из долины (если вокруг, например, горы). Ну, это не так, как всё работает. Угол, под которым сигнал падает с антенны, в основном зависит от того, насколько высоко антенна расположена от земли. Этот угол, под которым сигнал отклоняется от антенны, иногда называют “Углом излучения” или “Углом взлёта". Вы можете понять, что подразумевается под углом взлёта, взглянув на рисунок 1. Большинство, вероятно, думали, что сигнал исходил под углом 0 (ноль) градусов, верно? Для этого антенна должна находиться на высоте более 150 метров в воздухе!
Рисунок 1 – Угол излучения. На этом рисунке показана вертикальная антенна, но концепция одинакова для всех типов антенн. В заштрихованной области показаны наиболее полезные углы (10-20 градусов). Чтобы получить этот угол излучения, вам потребуется, чтобы ваша антенна находилась на высоте примерно 20 - 7 метров соответственно.
Проще говоря, чем выше расположена антенна, тем меньше угол излучения. Почему важен этот угол излучения? Просто. Меньшие углы излучения лучше по двум причинам.
Во-первых, низкий угол излучения отлично подходит для разговоров на наземных волнах на больших расстояниях. Если вы концентрируете свой сигнал под меньшим углом, он распространяется дальше по земле, прежде чем окончательно отклонится (земля фактически отклоняется в сторону от сигнала) от земли.
Во-вторых, меньший угол излучения поражает ионосферу (часть атмосферы, от которой отражается ваш сигнал, когда вы говорите “скачок” к (DX)) под меньшим углом и, таким образом, может “перескакивать” на станцию DX с меньшими переходами. С каждым скачком вашего сигнала, который он должен принимать, его мощность уменьшается.
Итак, если вы пытаетесь разговаривать с очень-очень удалёнными станциями (на другой стороне земли), низкий угол излучения очень-очень важен. На рисунке 2 показано, что при низком угле излучения требуется гораздо меньше переходов, чтобы добраться до станции DX, в отличие от высокого угла излучения (рисунок 3).
Рисунок 2 – Низкий угол попадает в ионосферу под таким углом, что при каждом переходе он распространяется дальше. Каждый переход значительно ослабляет ваш сигнал. Если вы даже не знали об этом, то именно так сигналы передаются на большие расстояния. Вы можете видеть, что ваш сигнал распространяется на большие площади, а не только по земле. Ионосфера заряжается (из-за способности отражать сигналы) солнцем (солнечными пятнами). Вот почему на skip влияет солнце.
Однако, если вы в основном хотите поддерживать связь с близкими к вам DX-станциями (скажем, в 500-1000 милях от вас) с самым сильным сигналом, лучше всего расположить антенны ниже. Более высокий угол излучения (вызванный низким расположением антенн) создаёт более сильный сигнал для близких станций DX. Имейте это в виду, когда ваш сосед с антенной на крыше сбивает вас с вашего Moonraker 4 на 70-футовой вышке со станцией DX в нескольких сотнях миль от вас. Высота антенны играет важную роль!
Рисунок 3 – Большой угол с каждым переходом преодолевает меньшее расстояние. Как вы можете видеть, первый переход намного короче, что приводит к усилению сигналов на более близких станциях (500-1000 миль). Технически, при таком большом угле сигнал будет ослаблен слишком сильно, чтобы можно было говорить, примерно через 4 перехода, поэтому ваш сигнал никогда не достигнет того расстояния, которое показано на этом рисунке!
Когда мы говорим, что высота антенны определяет угол излучения, это обобщение. Это правило справедливо для всех антенн. Но, допустим, у нас есть луч из 4 элементов на высоте 12 м и 1/2 вертикали также на высоте 12 м. Имеют ли эти антенны одинаковый угол излучения? Нет, это не так. На самом деле вертикальные антенны имеют меньшие углы излучения, чем лучи, когда они установлены на той же высоте над землей. По этой причине вертикальные антенны являются отличными DX-антеннами. Квадраты имеют меньший угол излучения, чем Yagi, при установке на той же высоте.
Итак, давайте посмотрим на вещи в перспективе. Что такое “высокий” и что такое “низкий” для 27 МГц? Обычно для низкого угла требуется, чтобы ваша антенна находилась на расстоянии более 1 длины волны от земли (11 м). Лучше всего поднимать её примерно на 18-21 м.
Если вы живёте на вершине горы или ваш дом возвышается над окружающим ландшафтом, вы можете использовать наименьшую минимальную высоту (11-12 метров), потому что более низкий уровень земли вокруг антенны вводит антенну в заблуждение, заставляя её думать, что она выше, и создаёт низкий угол излучения. И наоборот, если вы живёте в долине, где окружающий ландшафт возвышен над вашей антенной, вы должны подняться как можно выше (очевидно, но вы не можете думать, что если ваша антенна находится на высоте 21 метр в воздухе, вы получаете низкий угол излучения – ваша антенна “знает”, что она низкая по сравнению с окружающим ландшафтом).
Теперь, если вам нужен высокий угол излучения для обеспечения надёжных контактов на расстоянии 500-1000 миль от станций DX, вы можете установить антенну примерно на высоте 6-11 метров над землёй. Однако не опускайтесь ниже 5,5 м, потому что ваша антенна начнет терять диаграмму направленности (она превратится в неэффективную антенну).
Статья Scott'а, первоначально доступная по адресу
http://signalengineering.com:80/ultimate/angle_of_radiation.html
