Ежедневный радиожурнал со звуком. Иногда с юмором. Всегда с картинками

SAT/SPACE MONITOR ВЫ можете участвовать в формировании новостей

20.01.2016

Неоценённый штырь:-)

Вопросы всё-таки возникли :-)   Смотри пост "Абсолютно мобильный"   Итак, почему GP пользуется дурной славой в качестве приёмной антенны.  Теория гласит, что канал радиосвязи в 99% случаев симметричный. То есть если антенна согласована и симметрирована то что на приём, что на передачу эффект должен быть один. Что же даёт основания предполагать. что четвертьволновой штырь отлично работает на передачу и не очень на приём?  И в чём различие между GP и простейшим вибратором? Для начала придётся помянуть изотропную антенну :-(  Это чисто теоретическая антенна имеющая диаграмму направленности в виде шара. То есть  излучающая во все стороны одинаково.
    В действительности такой антенны нет, все они имеют диаграммы направленности отличающиеся от сферы и друг от друга. Зачастую именно диаграмма направленности той или иной антенны служит аргументом за её применение.  Из курса школьной физики известно как распределяются электромагнитные волны вокруг проводника по которому течёт ток. И, несмотря на то, что ток в нашем случае переменный, физика остаётся той же. На рисунке слева приведены изометрические представления диаграмм направленности в общем виде и из него следует, что диаграммы горизонтального и вертикального  четвертьволновых вибраторов  одинаковы по форме, но отличаются расположением относительно поверхности земли на 90 градусов. Но это для одинаковых вибраторов просто расположенных в пространстве вертикально и горизонтально.  На рисунке, кстати, из интернета, присутствует и ошибка. Там где написано "волновой диполь" на самом деле диаграмма волновой рамки. Чтобы мы могли разбираться дальше, нам нужны диаграммы направленности двух интересующих нас антенн в двух плоскостях. На рисунке ниже моё творение в фотошопе - псевдотрёхмерное изображение диаграмм направленности горизонтального диполя и вертикального вибратора (штыря).
   На нём видно, что интенсивность  электромагнитных волн по разному распределяется в пространстве. Но кроме формы есть еще и количественный показатель.  Образно говоря при использовании в качестве передающей антенны штыря можно "дотянутся" дальше, так как диаграмма направленности представляет из себя растекающийся по земле блин, невысокий, но большого диаметра. Тогда как проекция на землю диаграммы диполя составит  меньшую по площади восьмёрку, а значительная часть энергии радиоволн будет сосредоточена в вертикальной плоскости.  Вот тут то собака и порылась.
  Когда  эти антенны используются в качестве приёмных, то  сигнал на них приходит с одного вертикального угла и здесь на первый план выходят энергетические показатели. 
Формула электротехники, определяющая напряжение наведённое в проводнике элемента антенны в общем виде следующая: ЭДС=В*L*v*sin a. (B-магнитная индукция, L - длина, v-скорость, а(альфа)=угол под которым находится проводник к направлению наводимой эдс, sin а рад = соответственно углу) . То есть при прочих равных нас будет интересовать зависимость изменения наведённой ЭДС от длинны проводника (элемента антенны). Вертикальный штырь и горизонтальный диполь  перпендикулярны друг другу, а в третьей плоскости угол с которого приходит сигнал для них одинаков. Но сопротивление штыря примерно вдвое меньше сопротивления диполя, а его электрическая длина составляет только половину длины полуволнового диполя (4-ю часть длины волны).  По этой причине напряжение наведённое на разъёме приёмника будет меньше. Конечно, если сигнал будет приходить с направления неблагоприятного для диполя (минимума в диаграмме), то иногда и штырь может выиграть. Но в силу изложенных выше причин чаще случается наоборот. Люди проходившие теорию антенн в учебных заведениях могут меня упрекнуть во-первых в примитивизме :-), а во-вторых  в том что я не помянул эффективную высоту антенны :-( Понимая что в большинстве случаев мои читатели не являются инженерами радиосвязи я всегда пытаюсь объяснять "на пальцах". А действующая высота антенны связана с высотой расположения антенны (в нашем случае сравнения она одинакова) и длиной провода антенны, а она различается вдвое. 
Итак первой причиной по которой штырь в качестве приёмной антенны может проигрывать диполю - недостаточно хорошее согласование и симметрирование штыря.
Второй причиной (часто субъективной) является большая чувствительность штыря к электрическим составляющим помех и шумов, которые он, кстати, собирает со всех направлений. Из-за чего полезный сигнал маскируется уровнем шума.
Третья причина - действующая высота антенны. Штырь вдвое короче диполя и большая часть его длины расположена значительно ниже плечей диполя.
  Все вместе они формируют проблемную репутацию для очень хорошей антенны.
       Давайте дружить. Добавьте этот сайт в избранное                                         
© Copyright 2011-2016 UY2RA.   All rights reserved.    Все права защищены.    Пожалуйста уважайте их.
Использование материалов c этого сайта разрешается только с указанием АКТИВНОЙ ссылки на этот сайт.

FREE & OPEN UKRAINIAN HAM  RADIO  BANNERS NET