...

Как зачем?! Чтобы на землю можно было ставить!
:)

Ну это понятно... у меня ДА3000 долго-долго в комнате стояла...
но закрадывается смутное подозрение, что не только для этого

Я СЛЫШАЛ !! что это некое подобие земли.
Так сказать эквивалент

АНТЕННЕ нужны ПРОТИВОВЕСЫ для формирования диаграммы в вертикальной плоскости.

Несимметричная антенна (точнее ее активный элемент) нуждается в "земле", т.е. "опорной" части для излучения (приема) ЭМ волны. Такую часть антенны и называют противовесом (или искуственной землей). Несимметричными являются все антенны кроме диполя (и его разновидностей).

Одним из удобств нессиметричных антенн является возможность питания их коаксиальным кабелем (с учетом согласования сопротивления кабеля и антенны). В этом случае противовесы подключаются к оплетке кабеля (внешней части разъема) в точке питания.

Кстати, при подключения штыревых антенн "резинок" и "телескопов" сразу к антенному разъему приемника роль противовеса (земли) выполняет металлический корпус. Или "землянная" часть печатной платы сканера, если его корпус пластмассовый. В последнем случае попробуйте провести эксперимент: при приеме слабого сигнала (с шумами) подсоединить к внешней "юбке" антенного гнезда кусок провода около 50 см. Расположив его под углом 90 град. и больше относительно антенны.
Уровень принимаемого сигнала должен возрасти.
Обратите внимание, что при этом антенну и местоположение вы не меняли.

"Антенна- лучший усилитель" (с)

Противовесы нужны для четвертьволнового вибратора. Их задача - подогнать входное сопротивление антенны до 50-75 Ом. Сопротивление отрезка провода в 1/4 волны составляет 36 Ом. Для передачи это очень важно, при приеме разницы практически нет. Это не лучший вариант приемной антенны. У нее усиление меньше, чем у диполя, который не требует никакой настройки.

Iris, Valery задам наводящий вопрос: как зависят приемные характеристики антенны, например - дискоконусной, от длины, количества и угла противовесов?

Личный опыт. Эксперементировал с штырьевыми антеннами. В качестве противовесов использовал усы от телевизионных антенн, чтобы оперативно менять их длину. Уверен что приемные характеристики зависят и от длины, и от угла, и от количества противовесов.

2Valery: А тут вы не правы, при приеме согласование тоже очень важно. Ну подумаешь, что в роле ГЕНЕРАТОРА выступает АНТЕННА, подумаешь, что мощность там пиковаты. Но тем не менее при образовании стоячих волн начинаются потери.

Медведев, математическая модель дискоконусной антенны полностью совпадает с перевернутым "вверх ногами" четвертьволновым вибратором.
Его идеальные параметры достигаются при бесконечном количестве противовесов, т.е. при расположении над бесконечной плоскостью. Аналогично для дискоконусной антенны - конус должен быть хорошо проводящей ПОВЕРХНОСТЬЮ, а вибраторы - это удобный компомисс. В двухтомнике Ротхаммеля достаточно подробно описаны параметры дискоконусной антенны, но выводы не радуют, на конкретной частоте примитивный диполь всегда лучше дискоконуса. Я использую эту антенну как обзорную, без всяких претензий к ней.

Dimik! При КСВ равным 5-ти потери на передачу составляют единицы процентов, а на прием это вообще неощутимо. Проделывал опыты с фирменным тюнером MFJ-941, изменяя КСВ в огромных пределах, на передачу излучаемая мощность падала почти до нуля, а на прием (измерял в попугаях) не заметил НИЧЕГО!

>При КСВ равным 5-ти потери на передачу составляют единицы процентов

Смотрим справочник Эрика Реда "Справочное пособие по ВЧ схемотехнике"
При КСВ=5 потери по мощности составляют 45%.

>а на прием (измерял в попугаях) не заметил НИЧЕГО!

Тоже крутил контур согласования приемника на 433МГц. Мощность падала значительно. (измерял в децибелах, спектроанализатором =) )

И потом еще важный момент. Возьмем источник ЭДС сопротивлением r и нагрузку сопротивлением R. А теперь посчитаем, при каком условии в нагрузке подет рассеиваться наибольшая мощность.

P=U^2 * R/(R+r)^2 - коэфф U^2 отбросим, т.к. не нужен в данном случаем.
Продифференцируем по R P'=(R^2+2Rr+r^2-R(2R+2r))/(R+r)^4
P'=0 <=> r^2=R^ <=> r=R <=> P=Pmax

Соответственно максимальная мощность в нагрузке рассеивается при равенстве сопротивлений нагрузки и генератора.

Dimik! Внимательно просмотрел все три книги Реда, переведенные на русский язык, к сожалению не нашел таких данных. Просьба - подскажите страницу и год издания книги.

Книга

Эрик Ред "Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике"
Издательство МИР 1990

Страница 174.

Dimik! К сожалению этого издания у меня дома нет, но я понял, что это Ред с желтой обложкой. Обязательно посмотрю. Вопрос о КСВ антенны обсуждался юными радиолюбителями на заре расцвета СB связи круглосуточно, в любое время дня и ночи можно было слушать измышления об этом загадочном звере! Были жаркие споры - КСВ это ОН,ОНА или ОНО.
Но со временем народ понял, что антенна в первую очередь должна быть настроена в резонанс, а остальное вторично. Самое непрятное, что может произойти при плохом КСВ - это повреждение выходного каскада передатчика. Мы рассматриваем приемники и этот коэффициент нас не волнует.

То Медведев

Вот ответы на твой вопрос (применительно к вертикальному четвертьволновому вибратору):
1. Длина противовесов определяет резонансную частоту антенны (точнее частоту, на которой этот элемент(ы) начинают "работать" противовесами, и в результате антенна оказывается настроенной). НО, длина противовесов не так сильно изменяет частоту настройки антенны, как длина активного элемента.
Здесь правило обычное - короче, значит высокочастотнее. Когда я (и не только я, а вообще так принято в радиотехнике) говорю о резонансной частоте ("настроенная антенна"), то подразумеваю что на этой частоте входное сопротивление антенны активное.
В этой связи важно отметить смысл противовесов - четвертьволновый (с учетом К укорочения и окруж. предметов) проводник имеет очень низкое, в идеале нулевое входное сопротивление. Поэтому оплетка фидера в точке подключения к противовесу (!! и только на частотах где эл. длина противовеса равна л/4, или л/4 плюс целое число полуволн !!) оказывается "заземляна". Вот почему важно "настраивать" противовесы.

2. Количество противовесов. В принципе, это качество создаваемой ими "земли". Чем их больше, тем КПД излучения(приема) лучше. Но этот КПД растет нелинейно от кол-ва противовесов и на практике нет большого смысла (разницы) делать более 4-6 противовесов.

3. Угол расположения относительно вибратора. Ощутимо влияет на входное сопротивление антенны в точке питания (чем ближе к вибратору - оно тем меньше. Известное число 36 Ом дано для прямого угла между вибратором и противовесами). Часто для согласования (не путать термин с "настройкой") антенны с кабелем 50 Ом делается угол раскрыва 110-130 град., что повышает сопротивление четвертьволнового вибратора где-то до этой же величины.
Одновременно с этим угол расположения противовесов относительно вибратора определяет диаграмму направленности всей антенны в вертикальой плоскости. При увеличении угла (опускании противовесов) диаграмма приближается из верхней полусферы к горизонту, т.е. ближе к земле.

Сергей.

P.S. Говоря о дискоконусе надо помнить, что здесь вибратор "перевернут". Т.е. верхний горизонтальный "ершик" трубок - это противовесы, а наклонные трубки вниз (образующие конус) - широкополосный вибратор.

Я больше не участвую в обсуждении данного вопроса. Мое пожелание всем участникам форума - почитать популярную литературу по антеннам. С Irisom почти согласен, кроме "земли" и противовесов.

Valery, привет!

Перечитал свой опус - вроде много не наврал.
:-)
Что в противовесах и земле я попутал?

Кстати, тема противовесов у GP и вообще вертикалов интересная.
В большинстве технической литературы о "земле" в GP речь идет, как правило, об идеале и мат. модель применительно к ней.
Реализация таких формул и описаний вполне получается на частотах более 400 МГц при расположении штырей над металлическим листом (крыша авто и т.п.).
Мне на практике не приходилось видеть реальных вертикалов над "землей", которую описывают (и расчитывают) по книгам - "бесконечная идеально проводящая поверхность". На КВ, Си-Би да и УКВ тоже. А три-четыре проводника в нижней части антенны так же далеки от понятия "земли" из антенных букварей как кусок льда из холодильника от ледяных просторов полюса. Хотя в чем-то похожи...


P.S. Тоже завязываю с этой темой. Что знаю и с чем сталкивался - тем и поделился.

Похоже на историю лебябя который раком щуку....

Перед похоронами темы еще добавлю данных последних экспериментов. Антенна яги. Как известно симметричная. Имеет сопротивление 50+j0 (в резонансе), но работает на несимметричный фиер и приемник. Добавил симметрирующее устройство, получил еще в среднем по 3дБ.

Антенна GP (GRAUND PLANE) - это четвертьволновый штырь, стоящий на изолятое непосредственно на земле. Идеально проводящая земля служит как бы зеркалом, которое электрически эквивалентно второму вибратору, в результате получается диполь. Очень похожа по параметрам автомобильная антенна на магните в центре крыши. Чтобы увеличить дальность приема, антенну надо поднимать, и тогда в качестве зеркала (земли) используются противовесы, естественно, что чем больше, тем лучше. Сами противовесы НЕ ИЗЛУЧАЮТ, их электрические поля взаимно компенсируются. Входное сопротивление этой антенны можно изменять от десятков Ом до 73 Ом, если противовесы расположить вертикально. Получится полный аналог диполя.
А на вопрос, почему противовесы должны быть резонансными - простой ответ: только в этом случае получается модель проводящей поверхности (или противесы должны быть бесконечно длинными. Антенны типа GP удобны в подвижной связи, для радиоприема проще и эффективнее использовать диполи или квадраты.
Извиняюсь за столь длинное послание. Iris! Во многом согласен с тобой, а по поводу противовесов и как работают антенны прямо на земле очень доходчиво объяснено у И.Гончаренко, ссылку на сайт я где-то давал.

Valery, согласен тоже, но добавлю что вибратор необязательно ставить на изолятор. Можно соединить с землей. В ряде случаев даже нужно (грозозащита или электрозащита, статическое электричество).

Ага. В этой точке минимальное напряжение, а значит максимальный ток. А значит низкое сопротивление. Поэтому можно и в землю воткнуть... =)

Но совесть иметь все же надо... =))))

Iris! Конечно, антенну можно ставить непосредственно на земле, только это не будет классический GRAUND PLANE. Это будет вертикал, который надо согласовать с помощью J или Гамма согласующего устройства. С большим успехом используются водопроводные трубы и любые заземленные мачты. Хорошо работают на низкочастотных КВ диапазонах. Я пробовал излучать на водосток двухэтаного дома, но простой диполь работал лучше. а на прием были наводки фона 50 Гц. Есть люди, которые серьезно занимаются такими антеннами.

Valery, привет!

Когда я выше упомянул Можно соединить с землей, то конечно, имел ввиду электрическую "землю", т.е. противовесы.
На то он и ground, как говорится. Заземленный.
А уж способ согласования - на вкус и фантазию.


О-ох, добровольно отстраняюсь от обсуждения данной высоконаучной темы.
Пусть академики и профессора в данном вопросе копья ломают.
:-)

Я выполняю диплом по теме Измеритель напряженности электромагнитного поля. И возник вопрос выбора антенны, подскажите, какую можно применить антенну в этом случае для диапазона 100-1000 МГц. И могли бы подсказать где можно достать конструкцию антенн.

Такой вопрос по GP,точнее по противовесам: куда максимально излучает антенна- в сторону противовеса или в сторону между противовесами? Было иетересно услышать мнение ГУРУ !!!

Лепестки ДН более выражены между противовесами. С увеличением количества противовесов, их равномерном расположении и одинаковой длине ДН стремится к круговой. Окружающие конструкции могут вносить незначительные искажения диаграммы.

Спасибо.