Введение
В данной статье будет проведено сравнение двух простых антенн – диполя и диполя с опущенными плечами в виде перевернутой буквы “V”, т.н. Inverted – V. Информация по этому вопросу встречается довольно противоречивая, поэтому попробую показать преимущества и недостатки с использованием моделирования двух этих антенн. Для анализа использую диапазон 20М.
В данном анализе Inverted – V имеет раскрыв около 90 градусов, а диполь подвешивается на уровне верхней точки Inverted – V.
В данной статье будет проведено сравнение двух простых антенн – диполя и диполя с опущенными плечами в виде перевернутой буквы “V”, т.н. Inverted – V. Информация по этому вопросу встречается довольно противоречивая, поэтому попробую показать преимущества и недостатки с использованием моделирования двух этих антенн. Для анализа использую диапазон 20М.
В данном анализе Inverted – V имеет раскрыв около 90 градусов, а диполь подвешивается на уровне верхней точки Inverted – V.
Усиление данных антенн будем рассматривать для двух поляризаций – горизонтальной (вдоль оси Х) и вертикальной (вдоль оси Y) . Дополнительное согласование антенн с кабелем не рассматривается, плечи антенн подключаются к коаксиальному кабелю напрямую.
Рассмотрим сначала горизонтальную поляризацию.
Зададим три варианта подвеса антенн: 5 м (λ/4), 7м, 10 м (λ/2).
Чуть ниже показана таблица, показывающая усиление антенн в дБи при разных вертикальных углах для высот подвеса 5, 7, 10 метров.
InvV
|
Dip
|
InvV
|
Dip
|
InvV
|
Dip
|
|
5/1,5
|
5
|
7/3,5
|
7
|
10/6,5
|
10
|
|
90
|
5,1
|
5,8
|
4
|
3,6
|
-1,3
|
-4,9
|
85
|
5,1
|
5,8
|
4
|
3,6
|
-1,2
|
-4,8
|
80
|
5,1
|
5,8
|
4,1
|
3,8
|
-0,8
|
-4,3
|
75
|
5
|
5,8
|
4,2
|
4
|
-0,2
|
-3,5
|
70
|
5
|
5,8
|
4,3
|
4,2
|
0,6
|
-2,2
|
65
|
4,9
|
5,8
|
4,4
|
4,5
|
1,5
|
-0,7
|
60
|
4,7
|
5,8
|
4,5
|
4,8
|
2,4
|
1
|
55
|
4,5
|
5,7
|
4,5
|
5,1
|
3,3
|
2,5
|
50
|
4,3
|
5,5
|
4,5
|
5,3
|
4,1
|
3,9
|
45
|
3,9
|
5,3
|
4,4
|
5,4
|
4,8
|
5,1
|
40
|
3,4
|
4,9
|
4,2
|
5,3
|
5,3
|
6,1
|
35
|
2,8
|
4,3
|
3,8
|
5,1
|
5,5
|
6,7
|
30
|
1,9
|
3,6
|
3,1
|
4,6
|
5,4
|
6,9
|
25
|
0,8
|
2,6
|
2,2
|
3,9
|
5
|
6,7
|
20
|
-0,7
|
1,1
|
0,9
|
2,6
|
4
|
5,9
|
15
|
-2,8
|
-1
|
-1,1
|
0,7
|
2,3
|
4,4
|
10
|
-6
|
-4,1
|
-4,2
|
-2,3
|
-0,5
|
1,6
|
5
|
-11,8
|
-9,8
|
-9,9
|
-8
|
-6,1
|
-3,9
|
КСВ
|
1,63
|
1,96
|
1,17
|
1,94
|
1,62
|
1,66
|
R
|
41,77
|
81
|
58,4
|
96
|
52
|
73
|
jX
|
21
|
30
|
0
|
3
|
-24,6
|
-20
|
КБВ
|
0,613497
|
0,510204
|
0,854701
|
0,515464
|
0,617284
|
0,60241
|
Ксогл
|
-1,44002
|
-2,2407
|
0
|
-2,19616
|
-1,41329
|
-1,51922
|
В желтом блоке таблицы показаны значения КСВ (относительно подключаемого 50 Ом коаксиального кабеля), КБВ, активного и реактивного сопротивления излучения, коэффициент согласования.
Коэффициент согласования рассчитывается относительно наилучшего КБВ по формуле
K = 10*log (КБВ/КБВопт)
и помогает учесть потери излучаемой мощности (в дБи) при согласовании антенны и коаксиального кабеля.
Для наглядности построим ДН на графиках:
Высота λ/4 (5 м ), горизонтальная
поляризация
Высота 7м, горизонтальная поляризация
Высота λ/2 (10 м ), горизонтальная
поляризация
По графикам хорошо видно, что диполь выигрывает у Inverted –
V 2…3 дБи в
основной рабочей зоне антенны (углы ниже 40 градусов) при
всех вариантах высоты подвеса. Посмотрим теперь, как изменяться графики, если
мы еще учтем рассогласование антенн с питающей линией, используя коэффициент K. Для получения новых значений достаточно прибавить
коэффициент K каждой
антенны ко всем значениям ее диаграммы направленности.
Результат ниже на графиках:
Высота λ/4 (5 м ), горизонтальная
поляризация, (учет согл.)
Высота 7м, горизонтальная поляризация, (учет согл.)
Высота λ/2 (10 м ), горизонтальная поляризация, (учет согл.)
Хорошо видно, что на оптимальной по согласованию высоте
(около 7 м .)
Inverted-V имеет
небольшое преимущество над диполем. Учитывая, что 7 м хорошо достижимая высота
подвеса (различные удочки, деревья) этот вариант может быть основным для работы
с такой антенной.
Рассмотрим теперь
излучение вертикальной поляризации.
Может, показаться, что горизонтальный диполь не излучает в
вертикальной поляризации, однако это справедливо лишь для свободного
пространства. Из-за влияния Земли составляющая ЭМ поля с вертикальной
поляризацией все-таки появляется.
Чуть ниже показана
таблица, показывающая усиление антенн в дБи при разных вертикальных углах для высот подвеса 5, 7, 10 метров .
InvV
|
Dip
|
InvV
|
Dip
|
InvV
|
Dip
|
|
5/1,5
|
5
|
7/3,5
|
7
|
10/6,5
|
10
|
|
90
|
5,1
|
5,8
|
4
|
3,6
|
-1,3
|
-4,9
|
85
|
5,1
|
5,7
|
4
|
3,6
|
-1,3
|
-4,8
|
80
|
4,9
|
5,5
|
3,9
|
3,5
|
-1,1
|
-4,4
|
75
|
4,7
|
5,2
|
3,7
|
3,4
|
-0,9
|
-3,8
|
70
|
4,4
|
4,8
|
3,4
|
3,2
|
-0,7
|
-2,9
|
65
|
4
|
4,3
|
3,1
|
3
|
-0,5
|
-2
|
60
|
3,6
|
3,6
|
2,6
|
2,6
|
-0,3
|
-1,1
|
55
|
3
|
2,7
|
2,1
|
2
|
-0,2
|
-0,4
|
50
|
2,4
|
1,6
|
1,5
|
1,2
|
-0,3
|
-0,1
|
45
|
1,7
|
0,3
|
0,8
|
0,2
|
-0,5
|
-0,1
|
40
|
0,9
|
-1,2
|
-0,1
|
-1,1
|
-0,9
|
-0,6
|
35
|
0
|
-2,9
|
-1,1
|
-2,7
|
-1,5
|
-1,5
|
30
|
-1
|
-4,9
|
-2,2
|
-4,7
|
-2,4
|
-3
|
25
|
-2,1
|
-7
|
-3,4
|
-7
|
-3,5
|
-5,2
|
20
|
-3,3
|
-9,2
|
-4,9
|
-9,5
|
-4,9
|
-7,8
|
15
|
-4,9
|
-11,3
|
-6,6
|
-12
|
-6,7
|
-10,8
|
10
|
-7,1
|
-13,8
|
-9
|
-14,7
|
-9,1
|
-13,7
|
5
|
-11,3
|
-18
|
-13,4
|
-18,9
|
-13,6
|
-17,8
|
КСВ
|
1,63
|
1,96
|
1,17
|
1,94
|
1,62
|
1,66
|
R
|
41,77
|
81
|
58,4
|
96
|
52
|
73
|
jX
|
21
|
30
|
0
|
3
|
-24,6
|
-20
|
КБВ
|
0,613497
|
0,510204
|
0,854701
|
0,515464
|
0,617284
|
0,60241
|
Ксогл
|
-1,44002
|
-2,2407
|
0
|
-2,19616
|
-1,41329
|
-1,51922
|
Для наглядности построим ДН на графиках:
Высота λ/4 (5 м ), вертикальная поляризация
Высота 7м, вертикальная поляризация
Высота λ/2 (10 м ), вертикальная поляризация
Хорошо видно, что при рабочих углах менее 40 градусов при
всех высотах подвеса Inverted-V имеет
преимущество над Диполем.
Перерисуем графики с учетом потерь на согласовании с
коаксиальным кабелем.
Высота λ/4 (5 м ), вертикальная поляризация,
(учет согл.)
Высота λ/2 (10 м ), вертикальная поляризация, (учет согл.)
Приоритет Inverted-V над
диполем сохраняется. Хорошо видно, что с ростом высоты составляющая
вертикальной поляризации сильно ослабевает.
В итоге можно отметить, что на высоте 7 метров , Inverted-V позволяет
проводить связи как вертикальной так и горизонтальной поляризацией, при этом
обеспечивает наилучшее согласование с коаксиальным кабелем 50 Ом, что позволяет
не использовать дополнительное согласующее устройство и качественно отводить
мощность от трансивера в эфир. Диполь же можно эффективно применять в случаях
большой высоты подвеса (не менее λ/2)
или при подключении генератора ВЧ (например маячка) с выходным
сопротивлением 75…100 Ом.
Аналогичный анализ антенн типа Inverted-V и Диполь для
других диапазонов читатель может
повторить самостоятельно.
Немного больше про данные антенны и другие радиотехнические самоделки можно прочитать в моей книге "Практика радиолюбителя. Антенны, маяки, скиммеры." см. http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/04/amateur-radio-practice.html
Немного больше про данные антенны и другие радиотехнические самоделки можно прочитать в моей книге "Практика радиолюбителя. Антенны, маяки, скиммеры." см. http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/04/amateur-radio-practice.html
[1] Игорь Лаврушов (UA6HJQ),
Антенна-трансформер для экспедиций, http://www.mountain.ru/radio/library/2005/ua6hjq_2/index.shtml
[2] Игорь Лавриненков, «Влияние угла излучения
антенн коротких волн на дальность радиосвязи», СQ-QRP #53
[4] Гончаренко И.В., Антенны КВ и УКВ часть 2, Основы и
практика. М.: ИП РадиоСофт, Журнал «Радио», 2005 г .
Для связи mail: lis-soft /*at*/rambler точка ру
Лавриненков Игорь / R2AJA
Комментариев нет:
Отправить комментарий