Что такое ЕН-антенна и как она работает?
ВведениеРадиолюбители всегда отличались своими неутомимыми изысканиями, они всегда ищут лучшую антенну для конкретного места ее установки, будь то поле, горы, водная гладь или жилой дом, и это достаточно сложный вопрос. Ключевым вопросом в этих условиях могут оказаться размеры, эффективность, стоимость, надежность, или полоса пропускания. Нет антенны, которая удовлетворяла бы всем этим критериям одновременно. Все антенны имеют сильные и слабые стороны. Цель данной статьи состоит в том, чтобы дать понятие о том, как же работает ЕН-антенна, что такое диполь сопряженных полей ( ИзлучательЧто бы понять до конца, как работает эта антенна, нужно полностью изменить свое представление о работе этого типа антенн и понять, что излучатель этой антенны не укороченный диполь Герца, а открытый конденсатор, который тоже создает электромагнитное поле. Сравнивать диполь-провод и диполь-емкость, так же бессмысленно и невежественно, как сравнивать подъемную силу самолета и стратостата. Вспомним, что в среде вокруг проводника, по которому протекает постоянный электрический ток, возникает только Для правильного понятия работы емкостного излучателя нужно вспомнить работу электростатического поля. — Если к двум электродам (пластинам), находящимся на определенном расстоянии друг от друга, приложен постоянный электрический потенциал, то в среде между ними и вокруг них возникает только электростатическое поле, которое так же не может создать вокруг себя электромагнитное поле. Задавшись целью создать электромагнитное поле, достаточно к проводнику или пластинам приложить переменный по знаку электрический потенциал. Только эта цель объединяет эти два совершенно разных излучателя. Теперь мы знаем, что переменный по знаку электрический потенциал (переменное напряжение), приложенный к пластинам, будет изменять направление и величину напряженности электрического поля между ними, а поле становится электромагнитным, потому что каждое переменное электрическое поле создает электрический ток смещения и закономерно вызывает электромагнитное поле. Вот, основной принцип работы емкостного излучателя по Максвеллу. Разность потенциалов между излучателями и расстояние их друг от друга, определяют напряженность электромагнитного поля между ними. Напряженность поля выражается в Вольт/метр (В/м, мВ/м, мкВ/м). К примеру, если к электродам излучателя, находящимся друг от друга на расстоянии 0,1м приложить напряжение в 100В, то напряженность поля между ними составит 1000В. Если эти электроды размещены на расстояние 0,2 м, то напряженность поля между ними составит всего 500В. Это один из принципов работы емкостного излучателя и как мы видим, ни чего общего с диполем Герца здесь нет. Теперь мы имеем начальное представление о работе емкостного излучателя, что может стать определяющим направлением конструкции емкостного диполя и его размеров. Возвращаясь к истокам открытого колебательного контура Максвелла, Никола Тесла решил задачу излучения электромагнитной волы другим путем. Если Генрих Герц вытянул витки в длинный провод, то Никола Тесла создал развитый элемент связи со средой не вытягиванием провода, а при помощи объемного емкостного излучателя, как это было в первых опытах Максвелла. Точно так же решил эту задачу наш современник Тэд Хард. Конструкция антенны Т.Харда, это диполь Тесла.Стоит ли, лишний раз утверждать, что ЕН-антенна конструкции Т. Харда, см. Рис.1, это копия оригинала антенны Тесла, см. Fig.1. Тот же резонансный контур, тот же емкостной излучатель с катушкой индуктивности и катушкой связи. Антенна Тесла напоминает первый автомобиль Ford, а антенна Т. Харда, — последнюю модель Ford-Focus. Да, действительно Тед до максимума отработал конструктив антенны так, что бы он был легко повторяемым, как для начинающих радиолюбителей, так и для промышленного производства. Тем не менее, справедливости ради, автор данной статьи склонен называть эту антенну диполем Тесла с конструктивом Т. Харда. Думаю трудно недооценить, как заслуги Г.Форда, так и заслуги великого изобретателя начала 20-го века Н.Тесла?Основой несущей конструкции инженера Т. Харда служит недорогая пластиковая труба с хорошими изоляционными характеристиками. Фольга в виде цилиндров плотно облегает ее, тем самым формируя излучатели антенны с небольшой емкостью. Индуктивность L1 образованного последовательного колебательного контура располагается за апертурой излучателя. Катушка индуктивности L2, расположенная в центре излучателя компенсирует противофазное и вредное излучение катушки L1. Разъем питания антенны (от генератора) W1 располагается внизу, это удобно для подключения фидера питания, уходящего вниз. В данной конструкции настройка антенны производится двумя элементами, L1 и L3. Методом подбора витков катушки L1, антенна настраивается в режим последовательного резонанса по максимуму излучения, где антенна приобретает емкостной характер. Отвод от катушки индуктивности определяет входное сопротивление антенны и наличие у радиолюбителя фидера с волновым сопротивлением на 75 или 50 Ом. Подбором отвода от катушки L1 можно добиться КСВ = 1,2-1,5. Катушкой индуктивности L3 добиваются компенсации с емкостного характера антенны, по входному сопротивлению антенны и КСВ=1,05-1,1. Антенна принимает активный характер. Что бы понять до конца, как же нужно настраивать эту антенну, нужно подробнее изучить ее теорию и принцип действия диполя Тесла. Примечание: Катушки L1 и L2 намотаны в разные стороны, а катушки L1 и L3 перпендикулярны друг другу для уменьшения взаимного влияния. Рассмотрим принцип действия диполя Тесла.Анализируя работу такой антенны, нужно рассматривать ее с разных позиций, как: 3. Работа емкостного излучателя со стороны среды. 1. Работа последовательного колебательного контура (ПКК) со стороны генератора. Резонанс в последовательном колебательном контуре принято называть резонансом напряжений. Резонансной частотой последовательного колебательного контура называют такую частоту, на которой сопротивление контура имеет чисто активный (резистивный) характер. На (рис.2в) изображен график изменения полного сопротивления контура Z и тока Iконт. при изменении частоты генератора f. Таким образом, напряжение генератора U равно падению напряжения на активном сопротивлении Rк.При резонансе напряжений, ток в контуре увеличивается. На индуктивном и емкостном сопротивлениях создается высокое напряжение, значительно превышающее напряжение генератора. И действительно, если к контуру приложить напряжение U =100В, то напряжение на пластинах излучателя U2 с учетом добротности контура Q=26 будет выглядеть согласно следующей формуле: При расстройке контура выше или ниже по частоте на уровне 0,707, фазы отличаются друг от друга на 45 градусов, что часто применяется в фазоинверторах многих электронных устройств. Данное свойство так же используется для точной настройки LC- элементов и совмещения по фазе напряжения и тока в диполе Тесла. 2. Питание контура и работа излучателя. Мы знаем, что диполь Тесла это последовательный колебательный контур (ПКК), где емкость С является открытым элементом связи со средой, участвующем в излучении. Индуктивность L участвует только в резонансе (рис. 3а). Кроме того, ее участие в излучении категорически неприемлемо, т.к. мы знаем, что напряжение на индуктивности противофазно на 180 градусов напряжению емкости образованного контура. Но напряжение, приложенное к пластинам излучателя Uc (зеленая кривая, см. Рис.3б), это еще не напряженность поля среды вокруг излучателя. Напряженность поля излучения Ec, сосредоточенная в электрическом поле излучателя, без учета расстояния между пластинами равна: где: С — ёмкость конденсатора. Из приведенной формулы ясно, что напряженность поля среды Ес в данной антенне прямо пропорционально емкости открытого конденсатора умноженное на квадрат приложенного напряжения, минус напряженность противофазного поля EL (рис.3б). Напряжение емкостного излучателя антенны может составлять десятки и сотни киловольт, что немаловажно для рассматриваемого излучателя. Здесь прослеживается полное подтверждение работы резонансного трансформатора Тесла как антенны, ведь вокруг излучателя трансформатора Тесла наблюдаются нимбы и коронарное свечение. Особенно это наблюдается при большой подводимой мощности или очень маленьких размеров диполя Тесла по отношению к длине волны. Подобное свечение вокруг излучателя диполя Тесла создаются за счет содержания в земной атмосфере газов, способствующих этому, ровно как свечение газа в неоновой лампе при напряжении между электродами всего в 50-60 В. Исходя из теории работы последовательного колебательного контура, размещение и конструкция катушки индуктивности L в конструктиве Т. Харда играет не маловажную роль. Если разместить ее между электродами излучателя C (рис.4а), а энергия излучения катушки L противофазна энергии излучения емкостного излучателя C, то общая энергия излучения будет вычитаться, а при развитой одновитковой катушке будет стремиться к нулю. Противофазная напряженность EL показана на графике, см. рис.3б красной линией. По этому катушку индуктивности строят с максимальным применением мероприятий по устранению ее излучения. Размещение катушки индуктивности L за апертурой излучателя C, дает более положительные результаты (рис.4б), что так же отмечено на графике рис.3б синей линией. Значительное устранение влияния катушки индуктивности на излучатель возможно введением в центр апертуры излучения противофазной катушки индуктивности L пр.ф. (рис.4в) или катушки фазовой компенсации. Обычно эта катушка составляет четвертую часть витков, намотанных в противоположном направлении относительно катушки L. Так сделал Тед Хард (катушка L2, рис.1) в предложенной им конструкции ЕН- антенны. 3. Работа емкостного излучателя со стороны среды. И так, мы имеем ПКК с емкостным излучателем, в который необходимо вкладывать максимальную энергию излучения. Потери на сопротивлении среды Rср. это потери на излучение. При идеальной настройке ПКК в резонанс напряжений, реактивные элементы становятся равны друг другу. Токи и напряжения в цепи приобретают характер как на графике рис.2б. Поскольку индуктивность искусственным путем не должна участвовать в излучении, далее в графиках мы будем рассматривать только работу емкостного излучателя. Размеры излучателя по отношению к длине волны и элементы реактивного характера настолько малы, что ими можно пренебречь и излучатель можно рассматривать как активный элемент, имеющий связь со средой. По этому при появлении на клеммах излучателя потенциала Uc, ток смещения Iсм. в среде появляется без задержки по фазе, как это происходит в диполе Герца. В силу вступают законы электромагнитной волны по Максвеллу, где каждый электрический ток в среде вызывает сопряженное электромагнитное поле (рис.5). С этого момента можно дать определение емкостному диполю, как диполю сопряженных полей (ДСП) и поставить знак равенства между диполем Тесла и ДСП! Но амплитуда Iсм. еще мала, т.к. ток контура Iк. опережает ток смещения на 90 градусов. Здесь процесс настройки ДСП еще не завершен, т.к. распределение мощностей не достигнуто до необходимого уровня, ровно как не достигнуто максимальное излучение. Используя возможность фазирования контура методом настройки LC –элементов, необходимо настроить контур так, что бы он приобретал емкостной характер (осторожно сдвигая резонанс вниз по частоте), а фаза Ес и Iсм. максимально приближались к фазе тока контура Iк. Рассматривая задачу настройки диполя Тесла на максимальное излучение, можно подойти к этому вопросу тремя путями: — настройкой катушкой индуктивности; Благодаря этому в среде между элементами излучателя диполя Тесла создаются мощное синфазное электромагнитное ЕН поле. Этот процесс можно считать завершающей фазой настройки диполя, если не учитывать компенсацию емкостного характера антенны индуктивностью L3, см. Рис.1. Здесь поля взаимно перпендикулярны и синфазны уже в ближней зоне антенны (рис.7). Этот тип антенны имеет небольшую емкость и достаточно большое L/C соотношение. Мощность излучения такой антенны в непосредственной близости выше диполя Герца примерно на 30 дб и являются сосредоточенной. В дальней зоне общая излучаемая мощность антенны, должна быть такой же, как у диполя Герца. Подобное явление на уровне волновой теории можно сравнить с осветительными лампами. К примеру, лампу мощностью 40 Вт можно считать как излучатель с концентрированным полем. Ее можно приравнять к диполю Тесла. В свою очередь длинную гирлянду с той же излучаемой мощностью, где каждая из ста ламп излучает всего по 0,4 Вт, можно приравнять к диполю Герца, и здесь нет ни каких противоречий. В антенне, разработанной Тедом Хардом, уровень излучения чуть ниже, чем у диполя Герца. Это связано с тем, что емкостной излучатель еще не до конца исчерпал своих конструктивных возможностей, но имеет большую перспективу в своем развитии. Подводя итог, мы можем сказать, что емкостной излучатель диполя Тесла, создает вокруг себя мощное и концентрированное электромагнитное излучение. Диполь Тесла обладает особенностью накопления энергии, что характерно последовательному LC- контуру, где суммарное выходное напряжение значительно превосходит входное, что наглядно видно по результатам простых расчетов. Данное свойство давно практикуют в промышленных радио-устройствах с большим входным сопротивлением. Таким образом, мы можем сделать следующий вывод: Заключение.На практике, вплоть до 50-60х годов прошлого столетия, такие антенны применялись в войсковой радиосвязи многих развитых стран мира (СССР, США, ФРГ, Франции, и Великобритании) и по непонятным причинам были забыты. Чаще всего они использовались как антенны зенитного излучения (АЗИ) на мобильных объектах КВ радиосвязи и кое — где их можно встретить в службах обеспечения связи гражданских аэропортов в секторе списанного оборудования, и это не блеф. Особенно запоминаемым был тот факт, когда подобную антенну успешно применял для своих радиообменов оператор незаконно действующего передатчика (НДП) на юге Тюменской области с позывным радиосигнала «Катерина» в 1978-93 годах. ДСП может быть использован, как временная антенна городского радиолюбителя с ограниченным бюджетом или возможностями. Антенна для туризма и экспедиций. Антенна имеет принцип работы, основанный на классической теории, но требует некоторой теоретической подготовки. Дуэт из двух и более одинаковых антенн с легкостью может быть преобразован в направленную антенную систему, но питание отдельных элементов его должно быть только активным. Для увеличения эффективности излучающих элементов, стоит обратить свой взор на статический излучатель Чижевского и все встанет на свои места. В обиходе автора статьи, эта антенна имеет название «Кактус». ДСП только технологически сложнее диполя Герца, но значительно меньше его по размерам. Это не кусок провода, который можно отмерять рулеткой и забросить на ближайший высоко стоящий объект. Это хорошо выверенный четырехполюсник с LC элементами со стороны фидера и С-излучатель со стороны среды. В связи с выше сказанным, диполь Тесла по праву занимает одну нишу с диполем Герца, но условия их применения разнятся, как использование разных инструментов, предназначенных для выполнения одной и той же задачи, — где-то требуется использовать острый топор, а где-то ножовку… |
Эксперименты с ЕН антенной | RUQRZ.COM
Висящая под потолком антенна в процессе настройки
Впервые я услышал о ЕН антеннах в начале 2006 года. Решил, что это очередной розыгрыш к 1 апреля. В дальнейшем еще пару раз наткнулся в интернете на публикации об этой чудо антенне. Почитав теорию работы ЕН антенн понял… Что ничего не понял. Кинул каку. Но спокойствие уже потерял… И вот, наконец, в начале 2011 года, зуд по поводу ЕН антенн, пересилил. Поводом для начала экспериментов, послужили публикации Владимира UA1ACO. Ну, очень там все подробно и доступно написано. Но вопросы у меня все же возникли. Большое спасибо Владимиру UA1ACO, за полный и исчерпывающий ответ на мои бестолковые вопросы.
Поехал в магазин купил необходимые пластиковые трубки, немного походил, поискал у ребят медную фольгу (спасибо EU7GC Валерию), толстый медный провод (спасибо EW7DP Василию) и взялся за изготовление шайтан – машинки.
Сам процесс изготовления ЕН антенны занял не более 5 часов. И вот самое интересное – настройка! Не хочу описывать (культурно не получится) процесс настройки… Скажу коротко, настройка заняла у меня неделю. Раз пять бросал каку, но иногда через пару часов, иногда на следующий день начинал все сначала…
И наконец, настал момент испытания. Подключив висящую под потолком антенну к трансиверу, медленно кручу настройку. Время 10:58 по UTC, работает на общий вызов IK4JPK , принимаю его на 59+10. Уставшим голосом, называю свой позывной, не особо рассчитывая на ответ. Когда услышал как IK4JPK Федерико, повторил мой позывной, чуть не упал со стула. На автопилоте провел QSO. Данный мне рапорт не запомнил. Пошел, покурил, попросил EW7UU Татьяну провести QSO с IK4JPK. Татьяна позвала, Федерико ответил с первого раза, рапорт Татьяне 59 небольшой +, похвалил качество сигнала… Снова пошел курить…
Дальнейшие эксперименты отложил на потом. Надо поднять антенну на пару метров над крышей и попробовать что получится. Думаю хуже не будет.
Рассказывать подробности изготовления и настройки не хочу. Лучше даю ссылочку на статьи Владимира UA1ACO, там все замечательно рассказано, внимательно прочитайте и можете начинать свои эксперименты: www.ehant.qrz.ru/exp_eh.htm
Для тех, кому интересно помещаю фото своей ЕН антенны на 20 метров. Следующую ЕН антенну буду собирать на 80 или 160 метровый диапазон.
Внутренняя труба
Катушка настройки, настроенная и залитая клеем
Сборка в корпус с кольцом подстройки
Вид сверху
Вид снизу
График активного (зеленый цвет), реактивного (синий цвет) сопротивления и КСВ (красный цвет)
Висящая под потолком антенна в процессе настройки
Что еще почитать по теме:
EH-антенны
Что можно сказать об антеннах ЕН?Это не статья, рано еще писать на эту тему научные трактаты. Это пока испытания, наблюдения, анализ, поиск ответов на многие вопросы. Думаю, что многие еще и не видели в деле или на фото эти конструкции, а мнение свое уже имеют. Одних я могу обнадежить, а других разочарую. Эта антенна может соперничать с любым диполем, inv-V и GP . Она будет незаменима на даче, на рыбалке, на массовых встречах радиолюбителей и т.д. Рис.1 Так выглядит EH антенна на бумаге. Стандартные размеры от авторов есть в Интернете: Я же отступил от авторской мысли и вот что вы видите на фото. Фото 1 Фото моей EH антенны На фото №1 две антенны, конусная на 10 м — изготовлена UA3AO , а цилиндрическая перестраиваемая от 30 м до 10 м — моего изготовления. Я применил два вариометра от Р-140. Там в драйвере стоит маленький кубик, обслуживающий две 6Э5П. Если такой вариометр параллелить, то получим 0,65-6,9 mkH , а если соединить статор с ротором последовательно, то будет 2,8-29 mkH . Использовал и два переменных конденсатора по 55 pF . Цилиндры из листовой бронзы толщиной 0,5 мм и размерами Ф80 мм, длина по 200 мм. При таких навесных деталях удалось перекрыть диапазон от 10 MHz до 30 MHz . Но не все имеют такие детали и я остановился на фиксированной настройке на 20 м. И испытания я провел на двух таких антеннах. Фиксированные величины: L1=10 витков (3 mkH) ПЭВ-2 Ф1,81 мм Ф30 мм, L2=16 витков (6 mkH) ПЭВ-2 Ф1,81 мм Ф30 мм, C1=37 pF, C2=26 pF . Это триммеры от АРК-5 по 6 / 33 pF и я подпаял к ним еще по 18 pF . До 100 W эти емкости можно использовать без оглядки.Фото 2. На фото №2 эта антенна на крыше дома на фоне моей яги на 20 м. Много было проведено QSO со всеми континентами с помощью 100 W . Но при сухой погоде. Пошли дожди, снег, влажность под 100% и не спас виниловый чехол — антенна полностью расстроилась. Снял, высушил в комнате и все вернулось. Вывод: эта антенна для Сахары! :) Это шутка, но на даче ее надо прятать под коньком крыши. Кстати, ей любой экран ни по чем — что шифер, что цинк. После настройки в комнате при переносе на крышу выбег частоты вверх составил 350 kHz . Вывод: эта антенна не любит тесноты, ей нужен оперативный простор и для постоянного пользования ею в таких местах и углах, куда наш брат не заглядывает годами, она не годится. Хочу обратить внимание антенных гурманов на мою яги на заднем плане. Там есть ноу-хау, а именно, резиновый подшипник над мотором. Все знают какая это зубная боль при установке вращающихся антенн: есть труба — нет подшипника, есть подшипник — нет нужного диаметра трубы-стойки. И так до бесконечности. Мой подшипник — это слоеный пирог. Между двух листов дюраля толщиной не менее 2 мм и размерами 200Х150 мм зажата таких же размеров транспортерная прорезиненная лента толщиной 10 мм, а может и больше. У обоих дюралевых листов на станке вырезаны круглые (можно и квадратные) отверстия Ф100 мм. Пирог стянут болтами и в нужном месте столярной стамеской в резине прорублено отверстие под вашу трубу-стойку, которое должно быть немного меньше диаметра трубы. «Пирог» надо надеть на стойку с натягом. Крепление к мачте — это дело техники. У меня к «пирогу» прикреплен дюралевый уголок 40Х40 мм, а он притянут к мачте U -болтом. Эта последняя операция выполняется при центровке, при выборе соосности с мотором. Фото 3 На фото №3 EH -антенна на фоне моего GP на 40, 15 и 17 м, у которого тоже есть ноу-хау. В коробочке спрятан вариометр (такой же маленький от Р-140) и мотор (1 об/мин). Вибратор 9 м и два противовеса на все диапазоны по 10,3 м. Один противовес оттягивает капроновый шпагат и на нем висит ЕН-антенна.
На фото №4, 5 и 6 можно разглядеть более подробно и узнать с чего надо начинать. С пластиковой белой линейки толщиной 5 мм. Это отделочный строительный материал. Не проходите мимо мусорных ящиков у магазинов стройматериалов :) Именно там я взял эти обрезки и они мне диктовали Ф цилиндров. Фото сделаны в квартире RV3AKU в центре Москвы у Павелецкого вокзала, где уровень индустриальных помех не поддается описанию и ЕН-антенна нас не выручила. Это еще один грустный вывод!
На фото №7 и 8 ЕН-антенна на даче UA3AO . Валерий Алексеевич от авторской трактовки не отступил, но изготовить ее гораздо сложнее и труднее чем мою на 20 м. Здесь цилиндры Ф100 мм и длиной по 300 мм. UA3ALE изготовил эту антенну на 80 м при Ф200 мм и длине цилиндров по 650 мм. но у меня пока нет фото. На даче он успешно работал на этой антенне на 80 и 40 м. Для настройки ЕН-антенн вся наша группа энтузиастов UA3AO, UA3FH, UA3HR, UA3ALE и UA3AIC использовала один и тот же набор приборов. Это индикатор поля, рефлектометр и неоновая лампочка. Есть у нас MFJ 259B , но эта антенна ему «не подчиняется» ни по одному параметру. Это еще раз доказывает, что ЕН-антенна не резонансная система и разговоры о том, что это уменьшенный диполь не состоятельны. Это ее нормальные размеры и если их увеличивать, то можно сползти в средневолновый участок диапазона. Об этом сказано и показано на фото авторов в интернете. Комментарий, сделанный в мае ‘2004Сейчас по этому излучению информация идет как из рога изобилия и нет времени и возможностей её осмыслить, проанализировать, тем более что четкой, стройной теории по этой теме нет. Все, кто занимается этими ант, не теоретики, а практики, обычные искатели истины. Может прошедший форум в Лас-Вегасе сдвинет научные умы с мертвой точки. Меня больше всего обнадёживает подозрение на мгновенное распространение этого излучения, но это требует проверки не в земных условиях, значит нужны исследования не на коленке,а на более высоком уровне, нужны материальные и ителектуальные затраты, а может и потери. Посылать сейчас человека на Марс и руководить им с часовой задержкой прохождения команд — это абсурд. Земля посылает во Вселенную обычным излучением радиосигналы уже около полувека и при скорости распространения света по вселенским расстояниям применительно к земным эти сигналы еще не дошли от Москвы до С — Петербурга. Я полагаю это грубая аналогия. Или перейдем на другое направление исследований — экономия энергии. Сейчас всем понятно, что ЕН-ант излучает реактивную мощность, активной там и не пахнет. Для достижения одинаковых результатов при повседневных радиосвязях расход реактивной энергии будет в сотни раз меньше активной — проверено на 144 мгц. К примеру, сейчас в мире милионы мобильных телефонов, но питание их осталось на самом примитивном уровне и не удивительно, что у многих пользователей связь обрывается на полуслове. Если в мобильники вмонтировать миниатюрные ЕН-антенны и заменить выходной каскад на QRP-прибор, то те же аккумуляторы без подзарядки будут служить более длинные сроки, а может мобильники будут питаться от солнечных элементов. Одним словом,здесь огромное поле для экспериментов. Фото 9. В заключении я не удержался и помещаю антенное хозяйство UA3AIO — нашего общего друга и любимца (стоит слева). Володя полностью незрячий, но инвалидом его никто не признает. Мы все ему помогаем и словом и делом. 73! Литература
|
|
Что такое EH-antenna — Изготовление ЕН-антенн
Введение
Радиолюбители всегда отличались своими неутомимыми изысканиями, они всегда ищут лучшую антенну для конкретного места ее установки, будь то поле, горы, водная гладь или жилой дом, и это достаточно сложный вопрос. Ключевым вопросом в этих условиях могут оказаться размеры, эффективность, стоимость, надежность, или полоса пропускания. Нет антенны, которая удовлетворяла бы всем этим критериям одновременно. Все антенны имеют сильные и слабые стороны. Цель данной статьи состоит в том, чтобы дать понятие о том, как же работает ЕН-антенна, что такое диполь сопряженных полей (ДСП), что любая антенна, это открытый колебательный контур, который имеет свои характеристики по резонансу, добротности, диаграмме направленности и ширине полосы пропускания.
Излучатель
Что бы понять до конца, как работает эта антенна, нужно полностью изменить свое представление о работе этого типа антенн и понять, что излучатель этой антенны не укороченный диполь Герца, а открытый конденсатор, который тоже создает электромагнитное поле. Сравнивать диполь-провод и диполь-емкость, так же бессмысленно и невежественно, как сравнивать подъемную силу самолета и стратостата. Вспомним, что в среде вокруг проводника, по которому протекает постоянный электрический ток, возникает только постоянное магнитное поле, которое не может создать вокруг себя электромагнитное поле.
Для правильного понятия работы емкостного излучателя нужно вспомнить работу электростатического поля. — Если к двум электродам (пластинам), находящимся на определенном расстоянии друг от друга, приложен постоянный электрический потенциал, то в среде между ними и вокруг них возникает только электростатическое поле, которое так же не может создать вокруг себя электромагнитное поле.
Задавшись целью создать электромагнитное поле, достаточно к проводнику или пластинам приложить переменный по знаку электрический потенциал. Только эта цель объединяет эти два совершенно разных излучателя.
Теперь мы знаем, что переменный по знаку электрический потенциал (переменное напряжение), приложенный к пластинам, будет изменять направление и величину напряженности электрического поля между ними, а поле становится электромагнитным, потому что каждое переменное электрическое поле создает электрический ток смещения и закономерно вызывает электромагнитное поле. Вот, основной принцип работы емкостного излучателя по Максвеллу.
Разность потенциалов между излучателями и расстояние их друг от друга, определяют напряженность электромагнитного поля между ними. Напряженность поля выражается в Вольт/метр (В/м, мВ/м, мкВ/м). К примеру, если к электродам излучателя, находящимся друг от друга на расстоянии 0,1м приложить напряжение в 100В, то напряженность поля между ними составит 1000В. Если эти электроды размещены на расстояние 0,2 м, то напряженность поля между ними составит всего 500В. Это один из принципов работы емкостного излучателя и как мы видим, ни чего общего с диполем Герца здесь нет. Теперь мы имеем начальное представление о работе емкостного излучателя, что может стать определяющим направлением конструкции емкостного диполя и его размеров.
Возвращаясь к истокам открытого колебательного контура Максвелла, Никола Тесла решил задачу излучения электромагнитной волы другим путем. Если Генрих Герц вытянул витки в длинный провод, то Никола Тесла создал развитый элемент связи со средой не вытягиванием провода, а при помощи объемного емкостного излучателя, как это было в первых опытах Максвелла. Точно так же решил эту задачу наш современник Тэд Хард.
Конструкция антенны Т.Харда, это диполь Тесла.
Стоит ли, лишний раз утверждать, что ЕН-антенна конструкции Т. Харда, см. Рис.1, это копия оригинала антенны Тесла, см. Fig.1. Тот же резонансный контур, тот же емкостной излучатель с катушкой индуктивности и катушкой связи. Антенна Тесла напоминает первый автомобиль Ford, а антенна Т. Харда, — последнюю модель Ford-Focus. Да, действительно Тед до максимума отработал конструктив антенны так, что бы он был легко повторяемым, как для начинающих радиолюбителей, так и для промышленного производства. Тем не менее, справедливости ради, автор данной статьи склонен называть эту антенну диполем Тесла с конструктивом Т. Харда. Думаю трудно недооценить, как заслуги Г.Форда, так и заслуги великого изобретателя начала 20-го века Н.Тесла?
Основой несущей конструкции инженера Т. Харда служит недорогая пластиковая труба с хорошими изоляционными характеристиками. Фольга в виде цилиндров плотно облегает ее, тем самым формируя излучатели антенны с небольшой емкостью. Индуктивность L1 образованного последовательного колебательного контура располагается за апертурой излучателя. Катушка индуктивности L2, расположенная в центре излучателя компенсирует противофазное и вредное излучение катушки L1. Разъем питания антенны (от генератора) W1 располагается внизу, это удобно для подключения фидера питания, уходящего вниз.
В данной конструкции настройка антенны производится двумя элементами, L1 и L3. Методом подбора витков катушки L1, антенна настраивается в режим последовательного резонанса по максимуму излучения, где антенна приобретает емкостной характер. Отвод от катушки индуктивности определяет входное сопротивление антенны и наличие у радиолюбителя фидера с волновым сопротивлением на 75 или 50 Ом. Подбором отвода от катушки L1 можно добиться КСВ = 1,2-1,5. Катушкой индуктивности L3 добиваются компенсации с емкостного
характера антенны, по входному сопротивлению антенны и КСВ=1,05-1,1. Антенна принимает активный характер. Что бы понять до конца, как же нужно настраивать эту антенну, нужно подробнее изучить ее теорию и принцип действия диполя Тесла.
Рассмотрим принцип действия диполя Тесла.
Анализируя работу такой антенны, нужно рассматривать ее с разных позиций, как:
1. Работа последовательного колебательного контура (ПКК) со стороны генератора;
2. Питание контура и работа излучателя;
3. Работа емкостного излучателя со стороны среды.
1. Работа последовательного колебательного контура (ПКК) со стороны генератора.
На рис.2а изображена эквивалентная схема последовательного резонансного контура с учетом омических потерь Rк, подключенного к идеальному генератору гармонического напряжения с амплитудой U. Очевидно, что на резонансной частоте, когда величины реактивных сопротивлений катушки XL и конденсатора -ХC равны по модулю, реактивная величина обращается в ноль, но фазы их противоположны. Действительно, напряжение на катушке UL опережает ток на 90°, а напряжение на конденсаторе UC отстает от тока на 90°.
Ясно, что между этими напряжениями сдвиг фаз равен 180° (Рис.2б). Следовательно, сопротивление в цепи чисто активное, а ток в цепи определятся отношением амплитуды напряжения генератора к сопротивлению омических потерь: I= U/r. При этом на катушке и на конденсаторе, в которых запасена реактивная электроэнергия, падает одинаковое напряжение UL=UC=I|XL|=I|-XC|.
Резонанс в последовательном колебательном контуре принято называть резонансом напряжений. Резонансной частотой последовательного колебательного контура называют такую частоту, на которой сопротивление контура имеет чисто активный (резистивный) характер.
На (рис.2в) изображен график изменения полного сопротивления контура Z и тока Iконт. при изменении частоты генератора f. Таким образом, напряжение генератора U равно падению напряжения на активном сопротивлении Rк.
При резонансе напряжений, ток в контуре увеличивается. На индуктивном и емкостном сопротивлениях создается высокое напряжение, значительно превышающее напряжение генератора.
И действительно, если к контуру приложить напряжение U =100В, то напряжение на
пластинах излучателя U2 с учетом добротности контура Q=26 будет выглядеть согласно
следующей формуле: U2 = Q * U, где U напряжение на входе контура.
Согласно скромным расчетам U2 может составлять 2600В!
При расстройке контура выше или ниже по частоте на уровне 0,707, фазы отличаются друг от друга на 45 градусов, что часто применяется в фазоинверторах многих электронных устройств. Данное свойство так же используется для точной настройки LC- элементов и совмещения по фазе напряжения и тока в диполе Тесла.
2. Питание контура и работа излучателя.
Мы знаем, что диполь Тесла это последовательный колебательный контур (ПКК), где емкость
С является открытым элементом связи со средой, участвующем в излучении. Индуктивность L
участвует только в резонансе (рис. 3а). Кроме того, ее участие в излучении категорически
неприемлемо, т.к. мы знаем, что напряжение на индуктивности противофазно на 180 градусов
напряжению емкости образованного контура.
Но напряжение, приложенное к пластинам излучателя Uc (зеленая кривая, см. Рис.3б), это еще не напряженность
поля среды вокруг излучателя.
Напряженность поля излучения Ec, сосредоточенная в электрическом поле
излучателя, без учета расстояния между пластинами равна:
Ec= (CU2/2) — EL, где: С —
ёмкость конденсатора.
U — максимальное значение напряжения
на пластинах конденсатора.
ЕL – напряженность поля излучения катушкой индуктивности.
Из приведенной формулы ясно, что напряженность поля среды Ес в данной антенне прямо
пропорционально емкости открытого конденсатора умноженное на квадрат приложенного напряжения, минус напряженность противофазного поля EL (рис.3б).
Напряжение емкостного излучателя антенны может составлять десятки и сотни киловольт, что немаловажно для рассматриваемого
излучателя. Здесь прослеживается полное подтверждение работы резонансного трансформатора Тесла как антенны, ведь вокруг
излучателя трансформатора Тесла наблюдаются нимбы и коронарное свечение. Особенно это наблюдается при большой подводимой
мощности или очень маленьких размеров диполя Тесла по отношению к длине волны. Подобное свечение вокруг излучателя диполя
Тесла создаются за счет содержания в земной атмосфере газов, способствующих этому, ровно как свечение газа в неоновой лампе при
напряжении между электродами всего в 50-60 В.
Исходя из теории работы последовательного
колебательного контура, размещение и конструкция катушки индуктивности L в конструктиве Т. Харда играет не маловажную роль.
Если разместить ее между электродами излучателя C (рис.4а), а энергия излучения катушки L противофазна энергии излучения
емкостного излучателя C, то общая энергия излучения будет вычитаться, а при развитой одновитковой катушке будет стремиться к нулю. Противофазная напряженность EL
показана на графике, см. рис.3б красной линией. По этому катушку индуктивности строят с максимальным
применением мероприятий по устранению ее излучения. Размещение катушки индуктивности L за апертурой излучателя C,
дает более положительные результаты (рис.4б), что так же отмечено на графике рис.3б синей линией.
Значительное устранение влияния катушки индуктивности на излучатель возможно введением в центр апертуры излучения противофазной катушки индуктивности L пр.ф. (рис.4в) или катушки фазовой компенсации. Обычно эта катушка составляет четвертую часть витков катушки L. Так сделал Тед Хард (катушка L2, рис.1) в предложенной им конструкции ЕН- антенны.
3. Работа емкостного излучателя со стороны среды.
И так, мы имеем ПКК с емкостным излучателем, в который необходимо вкладывать максимальную энергию излучения. Потери на сопротивлении среды Rср. это потери на излучение. При идеальной настройке ПКК в резонанс напряжений, реактивные элементы становятся равны друг другу. Токи и напряжения в цепи приобретают характер как на графике рис.2б.
Поскольку индуктивность искусственным путем не должна участвовать в излучении, далее в графиках мы будем рассматривать только работу емкостного излучателя. Размеры излучателя по отношению к длине волны и элементы реактивного характера настолько малы, что ими можно пренебречь и излучатель можно рассматривать как активный элемент, имеющий связь со средой. По этому при появлении на клеммах излучателя потенциала Uc, ток смещения Iсм. в среде появляется без задержки по фазе, как это происходит в диполе Герца.
В силу вступают законы электромагнитной волны по Максвеллу, где каждый электрический ток в среде вызывает сопряженное электромагнитное поле (рис.5). С этого момента можно дать определение емкостному диполю, как диполю сопряженных полей (ДСП) и поставить знак равенства между диполем Тесла и ДСП! Но амплитуда Iсм. еще мала, т.к. ток контура Iк. опережает ток смещения на 90 градусов. Здесь процесс настройки ДСП еще не завершен, т.к. распределение мощностей не достигнуто до необходимого уровня, ровно как не достигнуто максимальное излучение. Используя возможность фазирования контура методом настройки LC–элементов, необходимо настроить контур так, что бы он приобретал емкостной характер (осторожно сдвигая резонанс вниз по частоте), а фаза Ес и Iсм. максимально приближались к фазе тока контура Iк.
Рассматривая задачу настройки диполя Тесла на максимальное излучение, можно подойти к
этому вопросу тремя путями:
— настройкой катушкой индуктивности;
— настройкой емкостью излучателя;
— изменением частоты генератора.
Используя любой из этих путей или решая эту задачу комплексно, напряжение U0 на излучателе согласно векторной диаграмме, см. Рис.6. резко увеличивается, а вместе с ней и напряженность поля Ес по графику, рис.6.
Благодаря этому в среде между элементами излучателя диполя Тесла создаются мощное синфазное электромагнитное ЕН поле. Этот процесс можно считать завершающей фазой настройки диполя, если не учитывать компенсацию емкостного характера антенны индуктивностью L3, см. Рис.1. Здесь поля взаимно перпендикулярны и синфазны уже в ближней зоне антенны (рис.7).
Этот тип антенны имеет небольшую емкость и достаточно большое L/C соотношение. Мощность излучения такой антенны в непосредственной близости выше диполя Герца примерно на 30 дб и являются сосредоточенной. В дальней зоне общая излучаемая мощность антенны, должна быть такой же, как у диполя Герца. Подобное явление на уровне волновой теории можно сравнить с осветительными лампами. К примеру, лампу мощностью 40 Вт можно считать как излучатель с концентрированным полем. Ее можно приравнять к диполю Тесла. В свою очередь длинную гирлянду с той же излучаемой мощностью, где каждая из ста ламп излучает всего по 0,4 Вт, можно приравнять к диполю Герца, и здесь нет ни каких противоречий.
В антенне, разработанной Тедом Хардом, уровень излучения чуть ниже, чем у диполя Герца. Это связано с тем, что емкостной излучатель еще не до конца исчерпал своих конструктивных возможностей, но имеет большую перспективу в своем развитии.
Подводя итог, мы можем сказать, что емкостной излучатель диполя Тесла, создает вокруг себя мощное и концентрированное электромагнитное излучение. Диполь Тесла обладает особенностью накопления энергии, что характерно последовательному LC- контуру, где суммарное выходное напряжение значительно превосходит входное, что наглядно видно по результатам простых расчетов. Данное свойство давно практикуют в промышленных радио-устройствах с большим входным сопротивлением. Таким образом, мы можем сделать следующий вывод:
Диполь Тесла — это открытый колебательный контур, где емкость — С, это конденсатор, который является открытым элементом (в виде сфер, конусов или цилиндров), осуществляющим связь со средой. Индуктивность L является лишь резонансным элементом, не участвующим в излучении. Это диполь сопряженных полей (ДСП).
Заключение.
На практике, вплоть до 50-60х годов прошлого столетия, такие антенны применялись в войсковой радиосвязи многих развитых стран мира (СССР, США, ФРГ, Франции, и Великобритании) и по непонятным причинам были забыты. Чаще всего они использовались как антенны зенитного излучения (АЗИ) на мобильных объектах КВ радиосвязи и кое — где их можно встретить в службах обеспечения связи гражданских аэропортов в секторе списанного оборудования, и это не блеф. Особенно запоминаемым был тот факт, когда подобную антеннууспешно применял для своих радиообменов оператор незаконно действующего передатчика (НДП) на юге Тюменской области с позывным радиосигнала «Катерина» в 1978-93 годах.
ДСП может быть использован, как временная антенна городского радиолюбителя с ограниченным бюджетом или возможностями. Антенна для туризма и экспедиций. Антенна имеет принцип работы, основанный на классической теории, но требует некоторой теоретической подготовки.
Дуэт из двух и более одинаковых антенн с легкостью может быть преобразован в направленную антенную систему, но питание отдельных элементов его должно быть только активным. Для увеличения эффективности излучающих элементов, стоит обратить свой взор на статический излучатель Чижевского и все встанет на свои места. В обиходе автора статьи, эта антенна имеет название «Кактус». ДСП только технологически сложнее диполя Герца, но значительно меньше его по размерам. Это не кусок провода, который можно отмерять рулеткой и забросить на ближайший высоко стоящий объект. Это хорошо выверенный четырехполюсник с LC элементами со стороны фидера и С-излучатель со стороны среды. В связи с выше сказанным, диполь Тесла по праву занимает одну нишу с диполем Герца, но условия их применения разнятся, как использование разных инструментов, предназначенных для выполнения одной и той же задачи, — где-то требуется использовать острый топор, а где-то ножовку…
73! UA9LBG / «Радио-Вектор-Тюмень» — Сушко Сергей.
Статья взята с сайта QRZ.RU
Физика ЕН антенны и что такое «продольная волна».
Прежде, чем говорить об ЕН антенне и физике ее работы (а антенна действительно работает так , как она должна работать), нужно представить себе ее устройство.
Опубликовано огромное количество устройств, я даже вчера опубликовал чертежи антенны из кофейных банок, но если отбросить всю шелуху, остается следующее:
-наиболее часто встречающаяся конструкция ЕН антенны — это симметричный или несимметричный вибратор, состоящий из элементов большого диаметра (симметричный — из двух, несимметричный — из одного), значительно меньшего , чем четверть рабочей длины волны, размера .
К примеру, для 40 метрового любительского диапазона рекомендуется антенна, у которой длина элементов 2-2,5 метра. То есть, при длине волны 40 метров размер антенны будет метра 4-5. Полуволновой диполь на эту же волну был бы длиной 20 метров, ну, а антенна GP (четвертьволновой вертикальный вибратор) — 10 метров .
Изюминкой ЕН антенны считается схема подключения элементов, которая представляет из себя обычно несколько катушек, иногда вариометров , и конденсаторов переменной емкости.
По утверждению адептов этой антенны, именно в схеме подключения элементов дело — якобы она создает некий «сдвиг» чего то (я уже боюсь писать «фазы», вдруг обвинят в незнании принципа работы ее), и антенна начинает излучать нечто, чего не излучает обычная антенна.
Если почитать Теда Харта, первого популяризатора этой антенны, то она имет штук 15 преимуществ перед обычными вибраторами, как то — не принимает ненужные сигналы, невосприимчива к промышленным помехам, позволяет небольшой мощностью проветси сверхдальние связи, и прочая , и прочая .
Харта подхватили наши не очень грамотные радиолюбители, ситуацией воспользовались мошенники от науки — и слухи о чудо — антенне разнеслись по всему интернету, как о чем то новом, ранее никому неизвестном .
Но — давайте по прядку. Любой радиолюбитель, который сам собирает свою аппаратуру, знает, что такое ламповый выходной каскад передатчика, согласующее устройство и П-контур выходного каскада.
Дело в том, что выходное сопротивление лампового каскада очень высокое, несколько тысяч ом, в то время как антенны имеют обычно низкое входное сопротивление. Для согласования передатчика с антенной используется согласующее устройство — высокочастотный фильтр, отсеивающий лишние составляющие выходного сигнала (гармоники, опорные частоты, промежуточные частоты блока формирования ) и трансформирующий выходное сопротивление лампового каскада до величины входного сопротивления антенны. Наиболее простым устройством , применяемым для этой цели, является П-контур передатчика.
Схема П-контура :
Собственно П-контур здесь состоит из конденсаторов с1 и с2 и индуктивности L1. Регулировкой емкости С1 приводят входное сопротивление контура R1 к величине R0e — высокому выходному сопротивлению лампового каскада, регулировкой С2 устанавливают выходное сопротивление контура равным малому сопротивлению фидерной линии или антенны. Обычно в этом случае емкость конденсатора С2 в несколько раз больше, чем емкость С1.
То есть, в направлении от с1 к с2 П — контур обладает свойством понижать выходное сопротивление, но точно так же он обладает свойством в направлении от с2 к с1 повышать сопротивление.
Иногда в качестве согласующего устройства используется Г-контур, который отличается от П-образного контура отсутствием одного конденсатора С2.
Теперь смотрим следующие картинки:
Все эти картинки — из работы Т.Харта о ЕН антеннах. Более менее искушенный радиолюбитель сразу увидит, что это обычные согласующе — симметрирующие устройства, действующие «наоборот» относительно кабеля питания — они повышают выходное сопротивление в направлении кабель — антенна.
Действительно , если посмотреть на схему на рис.2. там мы видим два Г звена, параллельно подключенных к фидеру, выходы звеньев подключены к элементам антенны. При этом на один элемент сигнал снимается с индуктивности, другой — с емкости, что обеспечивает питание элементов в противофазе (либо со сдвигом по фазе).
На схеме рис.3 вообще мы видим П-контур с дополнительной индуктивностью, на рис. 4 — стандартная схема симметрирования антенны с помощью параллельного контура.
Чего общего в этих схемах ? Они все согласуют низкое сопротивление фидера в высокое сопротивление антенны, одновременно являясь симметрирующими устройствами — переходом от несимметричного коаксиала к симметричной двухпроводной линии. При повышении сопротивления повышается напряжение, прилагаемое к антенне.
Что у нас получается ? А то, что все эти устройства в ЕН антенне преследуют одну цель — как можно больше повысить подводимое к антенне напряжение — что Харт и не скрывает в своей работе, а также создать на половинках антенны сдвиг фазы подводимого напряжение , согласно описания, в 90 градусов.
Пока оставим Харта, вернемся к образованию электромагнитной волны.
При прохождении ВЧ колебаний по ЛЮБОЙ поверхности, не являющейся частью квазистационарной системы (то есть, противофазные токи в которой не уравновешивают друг друга) вокруг этой поверхности образуется электрическое поле, и соответственно, магнитное поле тока смещения. Силовые линии этих полей ничем не отличаются от полей антенн, то есть, электрическое поле направлено между двумя ее точками, обладающими максимальными противоположными потенциалами, а магнитное поле — вокруг линии идущего между ними тока. И точно так же здесь образуется электромагнитная волна.
Однако, если в полуволновом вибраторе возникают условия для максимальной величины тока и напряжения в пучностях, что приводит к максимально возможной излучаемой мощности, то в случае с элементами малого размера все обстоит намного хуже — ни ток, ни мощность при эти размерах не достигают необходимых величин, и излучение , хотя и имеется, очень мало.
Для того, чтобы искусственно создать условия для излучения, можно поступить двумя способами — либо искусственно «удлинить » элементы до нужной длины, либо — приложить к ним как можно большую разницу потенциалов.
Для «удлинения» элементов последовательно с ними включаются индуктивности, для повышения потенциалов как раз и используются согласующие устройства, которые настраиваются на передаваемую (принимаемую) частоту и за счет увеличения своего выходного сопротивления повышают напряжение на элементах антенны — что и применяется в ЕН антенне.
То есть, если у нас есть передатчик с выходным сопротивлением 50 ом , дающий на выходе напряжение 25 вольт, при подключении его к антенне с сопротивлением 50 ом мы получим (из формулы P=(U*U)/R =25*25/50 =12,5 ватта направленной в антенну мощности.
Но если мы вместо 50 омной антенны к этому же передатчику подключим антенну с сопротивлением, допустим 600 ом, то из этой же формулы получим всего 1 ватт в антенне! Антенна просто не может забрать всю мощность от передатчика и излучить ее!
Но если мы на эту же антенну подадим 85 вольт, то получим те же 12 ватт!
Именно поэтому наибольшая забота любого радиолюбителя — это согласование антенны с аппаратурой!
Что же происходит в случае с ЕН антенной ? Индуктивности и емкости служат для банальной трансформации низкого выходного сопротивления подводящего кабеля, а следовательно, и низкого напряжения ВЧ сигнала, в необходимое для высокоомной емкостной антенны с короткими элементами высокого напряжения на рабочей частоте , именно поэтому всегда и везде апологеты ЕН антенн предупреждают об опасности прикосновения к антенне при работе даже маломощного передатчика — можно получить сильный ожог от высокого напряжения на ней.
Дальнейшее же будет уже банально — никаких неизвестных полей, никаких HZ волн, образование волны происходит почти как у изотропного (обладающего малыми размерами относительно длины волны) излучателя — шаровая диаграмма направленности, более низкий КПД и так далее. Иногда такие антенны дают выигрыш в условиях сильных промышленных помех — вблизи высоковольтных линий. Причина в том, что такие помехи, как правило, имеют горизонтальную поляризацию, а ЕН антенны в большинстве своем — вертикальную, что приводит к сильному ослаблению помехи.
В принципе, если отбросить всю шелуху, которую пишут об этих антеннах , приписывая им какие то сказочные свойства, они имеют право существовать как отдельный класс специальных антенн — не для дальней связи, не для проведения каких то сверхдальних QSO, а как антенны для специальных условий — для подвижных станций, для приема в городских условиях вблизи источников промышленных помех, как антенны длинноволновых диапазонов автомобильных радиостанций и так далее.
Настройка таких антенн должна сводится к получению на рабочей частоте максимального напряжения ВЧ на клеммах антенны при минимуме КСВ в подводящем кабеле.
При этих условиях антенна ЕН может быть применена как одна из радиолюбительских антенн. Однако все приписываемые ей волшебные свойства — чистейшей воды миф.
Теперь о заявлениях, что работа ведется на каких то продольных радиоволнах -даже не попытаюсь доказывать, что продольных радиоволн не существует (они не могут иметь поляризацию, которую имеют все радиоволны): для того, чтобы вести связь на этих волнах, ОБА корреспондента должны иметь оборудование, позволяющее генерировать, передавать и принимать такие волны. Между тем, я не слыхал ни об одном эксперименте с ЕН антеннами (кроме кучи каких то заявлений и выпуске раций для подземной связи, утапливании раций и так далее , валом валивших в СМИ в 90е годы), где два корреспондента применяли бы для связи друг с другом именно ЕН антенны. Как правило, с одной стороны ЕН, с другой нормальная, зачастую направленная , антенна.
НО! Простые антенны НЕ ПРИНИМАЮТ продольные волны, и НЕ ИЗЛУЧАЮТ продольные волны.!
Что то добавлять нужно ?
На этом заканчиваю этот цикл статей. Если есть идиоты, которые и дальше будут верить в свехсекретные антенны и продольную радиосвязь, их проблемы . Я рассказал все, что знал из теории и своей долголетней практики.
Немного теории — Изготовление ЕН-антенн
EH-ANTENNA — ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ:
Возникает вопрос, почему до этого не додумались раньше, а только теперь, после прошествия такого долгого времени использования антенн Герца? Этот документ
определяет понятие EH-antenna и выгоды от использования такой антенны. В действительности, EH-antenna — не что иное как Антенна Герца, в которой происходит определенное фазирование полей, и
которая позволяет создаваться полю непосредственно в антенне, извлекая из этого определенные выгоды. Рассмотрим подробнее работу на эквиваленте антенн, представленных на Фигуре 1. Обратите
внимание на источник сигнала, он подключен к антенне через согласующее устройство. Оно необходимо для сопряжения (согласования) источника сигнала и импеданса антенны и для поворота фазы.
АНТЕННА ГЕРЦА:
Эквивалентная схема антенны Герца состоит из сопротивления излучения (RR) и из сопротивления потерь (RL), а в дополнение, есть индуктивности и емкости,
обозначенные, соответственно, как + jXL и-jXC . Каждая из них имеет свои характеристики, являющиеся прямой функцией физических характеристик антенны. Маленькие антенны Герца — являются «большими
конденсаторами» и «маленькими индуктивностями». В этом случае добавляется внешняя индуктивность, чтобы компенсировать емкостную реактивность, таким образом антенна строиться в резонанс. Резонанс
используется для индикации, чтобы увидеть, что ток, идущий в антенну находится в фазе с приложенным напряжением, таким образом создавая максимальное поле, таким образом максимальная мощность
переходит от источника к антенне. При увеличении размера антенны и таким образом увеличения индуктивности антенны, компенсируем внешнюю индуктивность и сводим ее на нет, при резонансе и
физических размерах, равных около четверти (1/4) длины волны. Таким образом антенна входит в резонанс уже без внешней индуктивности. Эти большие антенны имеют высокое сопротивление излучения и
более высокое сопротивление потерь. Если антенна является короткой по длине, но большой в диаметре, она будет иметь высокую емкость и маленькую индуктивность. Таким образом фактически
увеличивается полоса пропускания. В укороченных антеннах, чем меньше внешняя индуктивность, тем меньше потери и тем больше эффективность системы (антенна + согласующее устройство) Функция,
обозначенная как -JD, показывает изменение фазы между приложенным напряжением и током в антенне, вызванное естественной емкостью антенны. Это показывает, что поле Н антенны не совпадает с полем
Е. Эта особенность всегда была неотъемлемой частью антенн Герца и всегда воспринималось как факт.
EH-antenna:
Антенна Герца преобразуется в EH-antenna , добавлением фазового сдвига в цепи согласования …… добавляется (+JФ). Это отменяет эффект -JD. Когда фаза тока из
источника отстает на 90 градусов относительно напряжения, это заставляет поля E и H антенны находиться в фазе. Это является критерием для излучения, как определено Poynting Theorem . Это, в свою
очередь, приводит к появлению новых компонентов в антенне: добавляется сопротивление излучения, (RR), которое улучшает эффективность антенны и увеличивает ее полосу пропускания, и индуктивность
(+ jXL ), добавленная из-за изменения фазы за счет естественной емкости антенны. Это фактически увеличивает емкость антенны, вычитаясь из — jXC , таким образом сокращая количество настроечных
индуктивностей, необходимых в цепях согласования для резонанса системы. Таким образом сокращаются потери в катушках индуктивности и понижается Q. Этот компонент фактически увеличивается на
квадратный корень из Q, для очень маленьких EH-antenna , которые не имеют катушек из провода. Надо отметить, что вся ценность этого заключается в том, что удалось добавлением компонентов к
классической антенне Герца получить новые свойства в новой антенне. Например, маленький ЕН-диполь не имеет почти никаких катушек из-за тока в очень коротких проводниках. Поскольку маленькая
EH-antenna не создает поле H в сосредоточенной катушке, это может быть очень маленькая и высокоэффективная антенна с большой полосой пропускания. Далее, так как концепция переносит отдаленные
поля антенны к самой антенне, то поле не создается далеко от антенны, и таким образом EMI — фактически исчезает. Таким образом, если EH-antenna используется как приемная, антенна не реагирует на
местные поля Е и Н и это обепечивает превосходное соотношение сигнал/шум.
РАЗЛИЧИЕ МЕЖДУ ЕН-АНТЕННОЙ И АНТЕННОЙ ГЕРЦА
Напряжение и ток, приложенные к антенне Герца находятся в фазе, поэтому поля E и H не находятся в фазе, таким образом излучение происходит на большом
расстоянии от антенны. Надлежащие изменения в питании антенны, позволяют видоизменить антенну Герца, чтобы она стала EH-antenna , где существует задержка фазы в 90 градусов между током и
напряжением, приложенными от источника и таким образом создающими поля Е и Н в фазе, поэтому EH-antenna способна отдавать мощность от передатчика непосредственно в поле. Это — является основным.
запатентованным отличием EH-antenna .
ФИЗИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЕН ПОЛЯ АНТЕНН
Чтобы лучше понять концепцию EH-antenna , необходимо рассмотреть поля E и H. Обратите внимание, на рисунке ниже, у антенны Герца, поле E образуется
приложенным напряжением. Поле HL образуется током через индуктивность проводника антенны, таким образом это вызывает отставание фазы. Поле HD образуется током через естественную емкость антенны,
что также ведет к повороту фазы в противоположную сторону.
На этом рисунке мы можем видеть, что излучение не может происходить в антенне Герца, потому что поля E и H не находятся в фазе. На этом рисунке мы только рассматриваем создаваемые поля и не рассматриваем их амплитуды. Далее мы видим, что в EH-antenna изменилась фаза тока, относительно приложенного напряжения. Это заставляет HL поле быть сдвинутым на 90 градусов, и в общей сложности, оно сдвигается на 180 градусов, относительно приложенного напряжения. HD поле имеет поворот фазы также на 90 градусов и находится в фазе с приложенным напряжением. Другими словами, HL/HD вектор смотрит в противоположные стороны. Казалось бы, что HL вектор вычитается из HD, так как они повернуты на 180 градусов друг относительно друга. Это было бы так, если бы амплитужы их были равны,однако известно, что поле H любой антенны, образуется током, через естественную емкость антенны. Как свидетельство этого, очень маленький диполь EH-antenna не имеет почти никакой катушки индуктивности, таким образом HL — почти равно 0. E и HD находятся в фазе, излучение создается в антенне. Это также говорит о том, что мы имеем очень эффективную антенну, так как нет почти никакого сопротивления потерь, связанных с HD. Далее, E и HD находятся в фазе, что позволяет излучать мощность, создается большое сопротивление излучения, благотворно влияющее на эффективную передачу мощности от EH-antenna в пространство. Соблюдаются все необходимые физические соотношения между полями E и H, чтобы антенна излучала, в соответствии с Poynting Theorem . Вышеупомянутое положение не могло бы быть достигнуто, если бы было опережение фазы в ЕН согласовании, а не отставание. Это также свидетельствует, что поле H всех антенн образуется током через емкость антенны. Каков минимальный размер EH-antenna ? Это определяется допустимой неэффективностью для конкретного использования, которое диктуется емкостью антенны и потерями во внешней индуктивности. Как сказано выше, очень маленькая EH-antenna не имеет потерь в проводниках, таким образом потери образуются только в элементах фазирования . Это очень маленькая часть потерь, выражающаяся долями децибела. Для примера, ЕН-диполь Антенна в 0.005 длины волны и диаметром 1/3 длина элемента имеет излучение большее, чем обычный четвертьволновый диполь Герца.
Вышесказанное полностью определяет концепцию EH-antenna.
переход на книгу Теда Харта «Введение в ЕН Антенны» ( 2005 г .) здесь
источник информации сайт UA1ACO
EH-antenna в Мире — Изготовление ЕН-антенн
РАДИОВЕЩАТЕЛЬНАЯ РАДИОСТАНЦИЯ YSJW С ЕН АНТЕННОЙ RADIO CADENA GENTE, AM 700 EL SALVADOR, CA
Ted Hart (W5QJR)
Статья с сайта http://www.eh-antenna.com/
оригинал статьи (на английском) в PDF формате, можно посмотреть ЗДЕСЬ
ВВЕДЕНИЕ:
Этот документ рассказывает о рабочих характеристиках ЕН Антенны, используемой на радиостанции YSJW. Как и во всем мире, затраты на монтаж новой радиостанции, прежде всего, диктуют стоимость доступного стационарного оборудования. Естественно большая стоимость является препятствием для потенциальных клиентов, но если стоимость все же приемлема, то местоположение, в свою очередь, также может явиться препятствием для монтажа оборудования. В любом случае, если количество необходимого земельного участка значительно меньше для установки антенны, которая не требует применения системы противовесов (радиалов), тогда экономическая выгода монтажа радиостанции становится очень желательной.
Так и обстоит дело в Ель-Сальвадоре, где стоимость земли очень высока, даже если земля не пригодна к употреблению в сельском хозяйстве, кроме возможно выращивания бананов или плантаций кофе. Сальвадор — очень холмистая область, созданная старыми вулканами. Поэтому, вне главной столичной зоны Сан-Сальвадора, пики и долины не благоприятны для монтажа антенн для радиостанции и на них нет достаточные плоских областей для закапывания и установки противовесов (радиалов), за исключением вершин холмов. Эти факторы и сыграли главную роль, для выбора ЕН антенны для радиостанции.
Необходимость в большом участке земли становится еще более острой, когда Вы знаете, что эта радиостанция работает на частоте 700 КГц, таким образом каждый закопанный радиальный провод (противовес) должен быть 351 фут (примерно 107 метров) длиной. Для 120 радиальных закопанных проводов, необходим круг, охватывающий 8,9 акров (36 017 кв. метров). Однако, земля всегда покупается и продается прямоугольными участками, таким образом полная требуемая площадь земли в акрах была бы 11.3 акра (примерно 45 730 квадратных метра!).
МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ:
Антенна расположена на склоне горы,с координатами: 13°45 ‘ 42″ Северной широты и 89°13 ‘ 19.5″ Западной долготы. Рисунок 1 показывает антенну на фоне горы. Ее расположение показано красной точкой на рисунке Рис. 2, взятом с Google Earth, на фоне Сан-Сальвадора и горы. Несмотря на неблагоприятное расположение радиостанции и антенны, ее работа была исключительно хорошей.
РАДИОВЕЩАТЕЛЬНАЯ ЗОНА:
К сожалению, в этой гористой области, нет разветвленной сети дорог, передвигаясь по которым, можно бы было измерять напряженность поля от антенны, есть только несколько дорог но измерения с их использованием, не являются практически ценными. Единственная альтернатива, это использование сравнительных данных по уровню поля с уже установленных антенн других радиостанций. Для образца можно использовать данные напряженности поля от «обычной» антенны радиостанции, установленной на вершине холма, с закопанными радиальными проводниками (противовесами). Эта радиостанция работает на частоте 540 КГц с уровнем мощности 5500 ватт, в то время как мощность, на радиостанции с ЕН антенной равнялась 2500 ватт. Сравнительные измерения были проведены на большой площади и затем данные были перенесены на карту. Эта карта приведена в приложении и озаглавлена «Рабочие характеристики радиостанции YSJW».
Антенна расположена на склоне горы, 13°45 ‘ 42″ Северной широты и 89°13 ‘ 19.5″ Западной долготы. Рисунок 1 показывает антенну на фоне горы. Ее расположение показано красной точкой на рисунке Рис. 2, взятом с Google Earth, на фоне Сан-Сальвадора и горы. Несмотря на неблагоприятное расположение радиостанции и антенны, ее работа была исключительно хорошей.
Чтобы была возможность создать ток через сопротивление излучения, необходимо уменьшить реактивное сопротивление конденсатора. Это может быть сделано, добавляя индуктивность, имеющую ту же самую величину реактивного сопротивления как и в конденсаторе, на рабочей частоте. Таким образом, создается резонансный контур, как показано на рисунке Рис. 6. Катушка индуктивности может быть с отводом, чтобы обеспечить необходимое согласование с коаксиальной линией передачи в 50 Ом. Полная схема антенны изображена на рисунке Рис. 7.
На рисунке Рис. 8 изображены большие цилиндры, из которых состоит ЕН антенна. Настроечная катушка расположена ниже более низкого цилиндра.
Чтобы иллюстрировать полное сопротивление антенны как функцию от частоты, на рисунке Рис. 9 приведен такой график.
На графике приведены характеристики для входного сопротивления, реактивного сопротивления, и КСВ/10 для AM радиовещательной ЕН антенны, которая работает на частоте 700 КГц. Необходимо также отметить, что достаточно только изменить величину индуктивности настроечной катушки, чтобы перестроить антенну на любую другую частоту между 500 и 1200 КГц. Для частот более чем 1200 КГц можно использовать меньшую по геометрии антенну.
Расчет был взят из набора уравнений, для определения параметров ЕН антенны, который был включен в компьютерную программу. Размеры изготовленной ЕН антенны обеспечивают подобные характеристики как показано в приложении. Заметьте, что сопротивление излучения достигает максимума по сравнению с обычной антенной, которая имеет почти постоянное сопротивление в широком частотном диапазоне. По этой причине ЕН антенна фактически устраняет гармоническое излучение.
Реактивная составляющая входного сопротивления изменяется от «+» до 0 на рабочей частоте и далее уходит в «-» на верхних частотах. Антенна для этой радиостанции имеет диаметр 36 дюймов (90 см.) и длину 39 футов (около 12 метров, с двумя цилиндрами). Эта ЕН антенна установлена на высоте 1/8 длины волны (примерно 53 метра). Эффективность этой ЕН антенны, которая является типовой для всех ЕН антенн, больше чем 90 %, не смотря на то, что полная длина антенны — только 2,8 % от длины волны, по сравнению со стандартной антенной с физической длиной 25 % от длины волны.
Чтобы понять концепцию ЕН антенны, удобно рассмотреть электрическое (E) и магнитное (H) поля антенны, как показано на рисунке Рис.10. Здесь важно понять, что полная длина антенна – является малой частью от длины волны. По этой причине цилиндры — конденсаторы имеют незначительную индуктивность.
Когда возникает высокое напряжение между двумя цилиндрами ЕН антенны, это способствует возникновению поля Е. Если напряжение высокое в точке между цилиндрами, то на концах цилиндров оно равно нулю. Поэтому, есть большая разница напряжения между двумя концами каждого цилиндра. Это разность напряжений, является причиной возникновения тока в цилиндрах и магнитного поля Н вокруг цилиндров.
Теперь мы имеем все необходимые компоненты, чтобы получить излучение, которые включают концентрированное поле E, являющееся физически ортогональным к полученному полю Н, и они находятся во временной фазе, отсюда и идет название ЕН антенна. Это происходит, потому что поле E и области поля Н созданы одним приложенным напряжением. Другими словами, в то время как напряжение радиочастоты создает (чередующаяся синусоидальная волна) поле E, существует и поток тока проводимости на поверхности цилиндров, который и создает поле Н.
Обратите внимание, что E и Н поля находятся в пределах сферы, определенной диаметром сравнимым с длиной антенны, и нет никаких реактивных полей. В отличие от обычных антенн, имеющих реактивные поля, простирающиеся на, приблизительно 1/3 длины волны от антенны. Эти характерные особенности совершенно очевидно различаются в информации, представленной ниже.
Синяя кривая на графике – сопротивление излучения, фиолетовая кривая — реактивное сопротивление, и желтая кривая — КСВ. Для графика КСВ, он был разделен на 10, чтобы позволить отсчитать КСВ на шкале графика. Значение КСВ 20 на графике, представляет истинное значение КСВ=2. При КСВ=2 полоса пропускания составляет — от 685 до 720 КГц, ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО 35 КГц. По уровню 3 децибела — ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО 105 КГЦ. Поскольку антенна — по существу последовательное соединение, сопротивление излучения может быть рассчитано следующим образом: Q=XL/R=F/BW, где XL — реактивное сопротивление катушки индуктивности настройки. Обычно мы использовали бы реактивное сопротивление емкости антенны; однако есть шунтирующая емкость, прежде всего емкость самой настроечной катушки. Поэтому, более точно использовать реактивное сопротивление настроечной катушки чем емкость антенны. R — полное сопротивление антенны, включая и сопротивление излучения и сопротивление потерь в катушке. F — рабочая частота, и ширина полосы — +/-ширина полосы по уровню в 3 децибела. Перестраивая уравнения мы находим R=XL*BW/F.
КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА: Чтобы гарантировать полное понимание работы ЕН антенны, используемой этой радиостанцией,можно воспользоваться компьютерной программой, чтобы анализировать антенну и включать специфические особенности для этой радиостанции. Программа устроена следующим образом: первая секция вычисляет параметры, чтобы возможно было изготовить антенну и настроить ее на рабочую частоту. Затем, измерения полного сопротивления сделаны на уже изготовленной антенне и эти данные, по ширине полосы, введены в программу. Это дает необходимую информацию, чтобы позволить вычисление КПД антенны. Заключительная секция программы вычисляет напряжения и токи в антенне. Как правило, оценочная величина сопротивления излучения используется в начальном проекте, чтобы позволить получить параметры, типа напряжения и тока, которые могут иметь влияние на строительство антенны. Чтобы воспользоваться программой, должны быть введены рабочая частота и размеры антенны. Затем, диаметр настроечной катушки и диаметры проводов. Емкость антенны и сосредоточенная емкость настроечной катушки вычисляются в результате работы программы, чтобы получить суммарную емкость. После этого может быть рассчитана величина индуктивности катушки настройки. После того, как антенна настроена, реальная ширина полосы измерена и введена в программу. Это позволяет рассчитать сопротивление излучения. Затем, рассчитывается сопротивление потерь в катушке, основанное на оценке добротности катушки. Эти данные в дальнейшем используются, чтобы вычислить КПД антенны. Заключительная секция программы вычисляет различные токи и напряжения в системе антенны. Интересно обратить внимание на то, что это ЕН антенна имеет большую емкость (192 Пф) и большое сопротивление излучения (больше чем 170 Ом). По этой причине ширина полосы пропускания значительно больше, чем у обычной антенны и эффективность также очень высока.
ПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЕТА ЕН АНТЕННЫ
Written by Ted Hart CEO EH Antenna Systems
Частота (МГц) = 0.70
Диаметр Цилиндров (дюймы) = 36
L/D отношение = 6
Полная Длина (дюймы) = 468
Емкость Антенны (Пф) = 192
ДРУГИЕ ПАРАМЕТРЫ:
Собственная емкость катушки (Пф) = 9.2
Паразитная емкость(Пф) = 20.0
Полная емкость (Пф) = 221.0
Индуктивность (МкроГн) = 234.1
Реактивное сопротивление (Ом) = 1029.3
Диаметр Катушки (дюймы) = 24.0
Шаг намотки (дюймы) = 1.0
Витки = 23.7
Длина Катушки (дюймы) = 23.7
Длина провода = 148.7
Измеренная ширина полосы по уровню 3 децибела (КГц) = 121
Сопротивление излучения (Ом) = 177.9
Добротность Антенны = 5.8
ВЫЧИСЛИТЕ КПД АНТЕННЫ:
Принимаем добротность катушки = 200
RF Сопротивление в катушки (Ом) = 5.9
КПД антенны (%) = 96.8
КПД антенны (децибел) =-0.142
ПАРАМЕТРЫ МОЩНОСТИ В АНТЕННЕ:
МощностьПередатчика (ватты) = 12 000
Линия передачи Z (Ом) = 50
Напряжение Линии передачи (СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ) = 775
Ток Линии передачи (СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ) = 15
Напряжение между Цилиндрами (СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ) = 9725
Напряжение между Цилиндрами (P-P) = 27230
Ток между Цилиндрами (СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ) = 8.2
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАДИОСТАНЦИИ YSJW
Этот документ описывает рабочие характеристики радиостанции YS JW расположенной на севере Сан-Сальвадора, El Salvador, и сравнение работы ЕН антенн в сравнении с обычными антеннами. Не совсем удачно, что есть очень немного дорог в той местности, где расположена антенна, таким образом, нет возможности провести нормальные измерения полей, как принято для радиостанций в Соединенных Штатах. Поэтому данные, представленные в этом документе приведены в сравнении с уровнями напряженности поля от различных радиостанций. ЕН антенна расположена низко, на склоне холма и по сравнению с обычной антенной, расположенной на намного более высоком горном хребте того же холма. Это предполагает существенное преимущество для станций, расположенных в более высокой точке.
ЕН антенна выбрана была прежде всего потому, что местоположение не было подходящим для закапывания радиальных проводов в землю. Территория страны El Salvador — результат вулканической деятельности, таким образом это очень неровный ландшафт. Где есть маленькие плоские участки поверхности, они были давно застроены. Мачта антенны имеет три (3) уровня оттяжек, один из которых — на том же самом уровне что и сама антенна, второй — приблизительно на 12 футов выше основы и третий, приблизительно на 15 футов ниже антенны. Это сказано для того, чтобы иметь общее представление. ЕН антенна окружена банановыми деревьями и плантациями кофе, потому что эту территорию не использовать для другой деятельности.
Диаграмма изображает относительное местоположение радиостанций и местоположения, где были сделаны измерения. Есть список радиостанций и цветовых кодов, чтобы идентифицировать эти радиостанции на диаграмме. Радиостанции сгруппированы приблизительно на 89 ° 13′ 30″ западной долготы. Что не показано на диаграмме – так это относительная высота расположения радиостанций. Это имеет главное значение, учитывая гористый ландшафт местности, что очень существенно сказывается на более длинных трассах. По этой причине только лучевые уровни обозначены на диаграмме для расстояний больше чем 10 км. На третьей странице есть список нормализованных взвешенных данных для всех расстояний. Обратите внимание, что на близком расстоянии, уровень для YSHV только немного выше чем YS JW, расположенной немного ниже в 1,85 км и также немного дальше в 5 км. Различие становится более контрастным для более длинных трасс, и можно предположить, что это происходит вследствие того, что YSHV расположена намного выше на холме, таким образом увеличивая напряженность поля для более удаленных точек. И наоборот, холм искажает ДНА, таким образом обеспечивая пониженный уровень в малой дальности.
При сравнении ЕН антенны и стандартных антенн, интересно обратить внимание, что до 10 км дальности, уровни сигналов остаются примерно сравнимыми. Для целей сравнения, все уровни мощности разных радиостанций были нормализованы, так же как и частотное отношение. Сделано это потому, что более низкие частоты имеют меньшие потери чем верхние частоты. Как было предварительно сказано, ЕН антенна была установлена на высоте 0.14 длины волны над землей. Если бы ЕН антенна была поднята на высоту 0.25 длины волны, потери в земле уменьшились бы и дополнительно значительно увеличилось бы полезное излучение (больше чем отношение мощностей на 2 децибела или отношение напряжений на 4 децибела). На расстоянии 39 км это увеличение дало бы прибавку уровня сигнала в 1,59 раза и равнялось бы 1,6 по сравнению с 1,82 милливольтами от стандартной антенны, установленной на большой высоте на горе!