Влияние среды на ЕН -антенну и влияние излучения
ее на окружающую среду.
В книге о ЕН
- антенне http://ehant.qrz.ru/theory.htm http://ehant.qrz.ru/theory4.htm
написано, что на нее меньше влияют близкорасположенные предметы. Это
действительно так, но это не связано со сверх естественными свойствами
антенны, это влияние на ЕН- антенну уменьшаются из - за ее геометрических
размеров.
При эксплуатации диполя Герца, в любой литературе существуют рекомендации,
что при его горизонтальном расположении над землей, диполь подвешивается
на высоте не менее чем λ/2. Это говорит лишь о том, что влияние
его диаграммы направленности, и другие электрические параметры соизмеримы
с его геометрическими размерами, которые в свою очередь всегда привязаны
к длине волны. Привязка размерности в длинах волн дана лишь для удобства
расчетов антенн разных диапазонов. Как пример, - вполне понятно, что
пользуясь не волновой мерой измерения, влияние окружающих предметов
на антенну диапазона 144мГц в десять раз меньше чем на антенну диапазона
14 мГц.
На рис. 1 изображены рабочие зоны двух разных антенн одного диапазона,
которые ни как не связаны с уровнем излучения обоих конструкций, здесь
наглядно видна лишь зона влияния земли на каждую из антенн. Только
по этой причине в любой публикации на ЕН
- антенну указываются размеры влияния предметов соизмеримые
с ее геометрическими размерами, а не с длиной волны.
Если говорить языком цифр, мы знаем, что типовой размер ЕН - антенны
составляет 1,7-2% от длины волны, в то время как диполь Герца имеет
типовой размер порядка 50%. Это означает, что самая большая ЕН - антенна
в 25 раз меньше диполя Герца. Соответственно и расстояние влияния
близкорасположенных предметов на настройку антенны должны уменьшаться
примерно во столько же раз. Это связано с тем, что электромагнитное
поле ЕН - антенны излучается уже сформированным, а земля и окружающие
его предметы оказывают на него влияния гораздо меньше. У диполя Герца,
расположенного низко над землей, несформированная электромагнитная
волна затухает в земле и близко расположенных предметах. Именно этот
фактор отличает друг от друга обе антенны.
Из практики радиолюбители знают, что вертикальный полуволновой диполь
Герца располагается как можно выше над поверхностью земли, где h1
должно составлять не менее чем λ/4 или 25% от длины волны (см.
рис.1). В этом случае не будет происходить влияния земли на диаграмму
направленности и минимум влияния на настройку антенны.
Высота установки ЕН - антенны, без влияния на ее настройку, может
быть две-три длины полотна антенны, что составит примерно λ/20,
размер h2 (см. рис.1). при этом коэффициент усиления антенны будет
максимален выше горизонта и диаграмма направленности у ЕН - антенны
поднимется вверх. Такие антенны называют антеннами зенитного излучения.
На высоте установки ЕН - антенны на λ/10 и выше, размер h3 (см. рис.1),
диаграмма направленности у ЕН - антенны будет строго перпендикулярной
и направлена вдоль горизонта, а коэффициент усиления ЕН - антенны
будет соизмерим с диполем Герца расположенным на высоте не менее чем
λ/4.
Теперь рассмотрим как влияет ЕН - антенна на среду.
Проведем параллель в практическом примере в области волновой теории.
Разница в данном примере заключается лишь в длине волны. Для этого
произведем замеры уровня излучения двух светильников одинаковой мощности
в пустой комнате и сравним эти показания.
Первый светильник, это достаточно длинная елочная гирлянда, на которой
равномерно по всей длине через каждые 10 см. включено 25 лампочек
по 1 Вт (по одной свече). Общая мощность излучения гирлянды составляет
25 Вт (25 свечей). Представим его диполем Герца. Общий фон освещенности
комнаты составит Х-Люкс.
Второй светильник, это точечный светильник в виде лампы мощностью
в 25 Вт (25 свечей). Этот светильник можно представить как ЕН - антенну.
Эффект тот же. Уровень общего фона освещенности в комнате составит
тоже Х-Люкс.
Из этого примера видно, что светильники с разными геометрическими
размерами освещают совершенно одинаково. Закон физики, а в частности
волновая теория в этом примере не нарушены, а разница между рассматриваемыми
излучателями типа светильник - антенна, только в длине волны.
А теперь рассмотрим, что происходит с уровнем освещенности в непосредственной
близости от того или другого светильника. Поднесем люксметр непосредственно
ко второму светильнику, где уровень излучения точечного светильника
в 25 Вт составит Y-Люкс. Если этот замер произвести в непосредственной
близости от гирлянды, показания люксметра будут значительно ниже.
Точно так же происходит и с диполем Герца, он имеет несоизмеримо большой
размер на коротких, и тем более на средних волнах, его излучение рассредоточено
по всему длинному полотну антенны как у гирлянды, которое состоит
из рассредоточенных RLC-элементов. Другое дело с ЕН- антенной, RLC-элементы
ее сосредоточены в одном месте, а уровень излучения ее вблизи очень
высок, что и показывает практика эксплуатации антенн.
Данный пример со светильниками наглядно показывает, что общий фон
излучения антенн одинаков, а излучение вблизи точечного излучателя
в виде ЕН - антенны, очень велико. Если говорить языком цифр, то это
выглядит так:
ЕН - антенна примерно в 25 раз меньше антенны Герца, а по уровню усиления
обе антенны имеют одинаковые параметры, следовательно в ближней зоне
ЕН - антенна имеет напряженность поля в 25 раз больше по сравнению
с диполем Герца. Этот прирост напряженности поля составит примерно
28 дБ.
На графике рис. 2 это видно наглядно.
В соответствии с выше изложенным, хочется предупредить радиолюбителей
о выборе места установки ЕН - антенны. Опираясь на выписку из санитарных
правил, нужно учитывать их нормы с поправкой в среднем на 25-30 дБ
при эксплуатации ЕН - антенны. Напомню, что постоянно излучаемая напряженность
поля в жилых помещениях и общественных зданиях в диапазоне частот
3-30 МГц, не должна превышать 7,0 В/м.
Согласно этого документа, цитирую далее:
- Не нуждаются в получении разрешения РТО, у которых произведение
максимальной выходной мощности передатчика (в Вт) на максимальный
коэффициент направленного действия антенны не превышает следующих
величин:
- в диапазоне 30 кГц - 3 МГц - 300 Вт;
- в диапазоне 3 - 30 МГц - 150 Вт;
- в диапазоне 30 - 300 МГц - 12 Вт; …
Выписка взята из санитарных правил и норм "Электромагнитные излучения
радиочастотного диапазона" 2.2.4/2.1.8.055-96 (г. Москва).
Если досконально следовать этому правилу, то концентрированное излучение,
которое на 28 дБ превышает излучение обычного диполя, соответствует
уменьшению подводимой мощности к ЕН - антенне в 630 раз!
На самом деле это не так. Если внимательно посмотреть на график рис.2,
мы видим, что при удалении от ЕН - антенны, ее напряженность поля
в ближней зоне падает несколько быстрее, чем у диполя Герца, а далее
сравнивается с ним. Исходя из этого, следует уяснить простые правила,
что не стоит вывешивать антенны в непосредственной близости у балконов
и окон. Ее, как и обычную антенну все же стоит размещать на кровле
зданий. Следует так - же помнить, что диаграмма направленности ЕН
- антенны точно такая же, как у вертикального диполя Герца, что вдоль
оси антенны существует минимум излучения.
Немного по другому обстоит дело, если эксплуатация ЕН - антенны происходит
в полевых условиях на низких мачтах. Здесь стоит подумать о своем
здоровье и сохранности неэкранированной электронной аппаратуры, -
входных каскадах КВ, TV и FM приемников и пр., а в некоторых случаях
об электронной системе зажигания и компьютере вашего автомобиля при
открытом капоте. Были случаи, когда при работе ЕН - антенны на передачу
машина глохла. Самым лучшим вариантом установки антенны в походных
условиях будет считаться, если она установлена непосредственно над
головой на высоте не менее 10метров для диапазона 3 МГц и 5-7 метров
для диапазона 6,66МГц. http://ehant.qrz.ru/exp_eh18.htm
При подводимой мощности около 100 Вт. Рекомендации по устранению излучения
фидера можно почерпнуть из: http://ehant.qrz.ru/ua9lbgz.htm http://ehant.qrz.ru/w5qjr.htm
73! Piratradio "VECTOR" Ор. Max.
Обсудить статью можно на нашем форуме
|
