|
В многочисленных статьях этого сайта рассмотрена работа и изготовление ЕН антенн на различные диапазоны. Но есть и не радиолюбительские диапазоны, тем не менее активно использующиеся для связи, например диапазон "СВ" (так называемый гражданский диапазон) частотой 27 МГц. В этой статье попробуем грубо сравнить работу ЕН антенн в полевых условиях, на диапазон 27 МГц. |
Проверка различных ЕН антенн диапазона СВ (27 МГц) в полевых условиях
Кононов Владимир ( UA1ACO )
СПб
Кононов Владимир ( UA1ACO )
СПб
Осень... в Питере осенью часто идут дожди и выехать на испытания антенн в поле - проблема. А потом зима и выехать куда-то на испытания еще сложней. Тем не менее - едем. Далеко отъехать не удается: бензин, время (не моё время, время водителя)... Выбрали Пушкинский район Петербурга, район Кондакопшино. Дороги развезло от дождей, но сегодня выдался солнечный день (бывают же исключения), по крайней мере, сейчас солнце. К тому же я еду с Максом, прекрасным водителем, часто участвующим в многочисленных трофи и ралли внедорожников, на его машине, прошедшей и зной, и холод, и болота, и пустыни... Пришлось долго куралесить по сельским дорогам: там "кирпич", здесь ремонтируют трубопровод, а в некоторых местах вообще грозные надписи "ВНИМАНИЕ! Проезд запрещен - частная собствненность. Въезд только по пропускам!" и это рядышком с Петербургом. Со спутника-то все выглядит прекрасно и свободно.
Место проведения испытаний выбрано, и его можно увидеть на рисунке Рис. 1, а открывающуюся панораму местности в заставке статьи.
Рис. 1 Место проведения испытаний.
Трасса для испытаний - 2 километра, сравнительно ровного поля (перепад высот по трассе не более 10 метров). Справа от трассы испытаний лес и поле. Слева, на расстоянии в полкилометра - железная дорога. Сначала были подозрения, что сравнительная близость железной дороги может исказить результаты и затруднить измерения, но потом оказалось, что ни в смысле помех, ни в части точности измерения, железная дорога влияния не оказывала. Самое главное, что по трассе измерений, не было осветительных или каких либо других железобетонных или металлических столбов, которые могли бы вызвать переотражения сигнала и свести все измерения на нет. Для всех антенн были равные условия и устанавливались антенны на одинаковом расстоянии от земли.
Погода солнечная (переменная облачность). Температура воздуха +14С. Влажность 85%. Накануне шли дожди и почва очень влажная. Ветер около 2-3 м/с. Высота над уровнем моря 70 м.
Рис. 2 Наш помошник - внедорожник.
на переднем плане полноразмерный диполь на высоте 1,5 метра
(во время измерений, машина уезжала на трассу измерений).
И так, мы на месте. Выходим из машины, выгружаем антенны, радиостанции, шесты для установки диполя и т.д. Одна радиостанция остается у меня (на которой я буду менять антенны), со второй (со штатной "резиновой" антенной), мой напарник уезжает по трассе измерений (см. Рис. 1). Для точного отсчета и навигации использовался GPS, установленный в машине.
По мере удаления, мой напарник связывается со мной на штатной антенне р/станции "MayCom" и смотрит на уровень сигнала (у меня в этот момент тоже стандартная штатная "резинка"). Договоренность такая, как только уровень сигнала станет 2 деления на шкале S-метра радиостанции, будем считать, что эта самая дальняя точка отсчета. Обмен информацией между нами происходит на этих же радиостанциях. И вот они, два деления - дальность 2 километра. Конечно, то что мы собираемся делать - это относительные сравнительные измерения. Дело в том, что в радиостанциях АРУ не отключается, поэтому единственным "измерителем" является шкала уровня сигнала в радиостанции (конечно это не инструментальный измеритель, тем не менее он указывает уровень сигнала). В дальнейшем была проведена тарировка индикатора (S-метра) радиостанции, результаты сведены в таблицу Таб. 2 и приведены в конце статьи. Так как уровень сигнала во время всего эксперимента не опускался ниже 0 (по шкале), связь была устойчивая и роазборчивая все время.
У меня с собой 8 различных антенн:
- Стандартный полноразмерный диполь на 27,7 МГц (длина 5 метров).
- Стандартная штатная "резиновая" антенна от р/станции "MayCom 27".
- Малогабаритная рамка (рекомендация UR5CBZ Сергея, из форума QRZ.RU).
- ЕН плоская, большая.
- ЕН плоская, малая.
- ЕН цилиндрическая маленькая.
- ЕН цилиндрическая большая.
- ЕН "толстая" на трубке 50 мм.
Фотографии всех антенн можно увидеть на рисунке Рис. 3
|
|
Рис. 3 Антенны участвующие в испытаниях.
Поскольку у имеющихся переносных радиостанций "дохленькие" аккуумуляторы (радиостанции в работе более 6 лет), было решено использовать герметичные внешние аккумуляторы на напряжение 12 вольт-7а/час подключаемые к радиостанциям через развязывающие фильтры на ферритовых кольцах, см. рисунок Рис. 4 После этого, радиостанции остались переносными, хотя и потяжелели :)
Рис. 4 Радиостанция "MayCom" с внешним аккумулятором
включенным через фильтр..
И так, самая дальняя точка дистанции достигнута можно приступить к экспериментам. Ход проведения такой. Я связываюсь с напарником, он засекает уровень сигнала (и я тоже). Записываю результат. Далее я меняю антенну на другую и снова связываемся и обмениваемся данными об уровне сигнала на индикаторе радиостанции (11 сегментов). И т.д. Причем ЕН антенны проверяются в разных положениях (плоскостью на корреспондента и ребром). Стандартный диполь также переставляю плоскостью на корреспондента и ребром (хотя для этого каждый раз приходится переставлять шесты и забивать колышки). После проведения измерений со всеми антеннами, мой напарник переезжает на следующую позицию, измеряем уровни со всех антенн опять и т.д. до дистанции 2 км.
Результаты измерений сведены в таблицу Таб. 1
| № п/п | Тип Антенны | Уровень сигнала в делениях шкалы |
|||
| 0,5 км. | 1 км. | 1,5 км. | 2 км. | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | штатная "резинка" | 7 | 5 | 5 | 2 |
| 2 | Рамка плоскостью | 7 | 5 | 5 | 2 |
| 3 | Рамка ребром | 7 | 5 | 5 | 2 |
| 4 | ЕН плоская бол. плоскостью |
9 | 7/5 | 5 | 5/4 |
| 5 | ЕН плоская бол. ребром |
9 | 7 | 5 | 5 |
| 6 | ЕН плоская мал. плоскостью |
7 | 5 | 5 | 2 |
| 7 | ЕН плоская мал. ребром |
7 | 7/5 | 5 | 2 |
| 8 | ЕН "толстая" | 7 | 5 | 5 | 2 |
| 9 | ЕН с цилиндрами большая |
7 | 7 | 5 | 4/3 |
| 10 | ЕН с цилиндрами маленькая |
7 | 5 | 5 | 2 |
| 11 | Диполь плоскостью | 7 | 7/5 | 5 | 4 |
| 12 | Диполь ребром | 5 | 2 | 2 | 2/0 |
Результаты интересные, но не неожиданные. Мы проводили измерения уровней сигналов в дальней зоне, на расстояниях до 180 длин волн!
Что можно добавить к сказанному? При проведении измерений, подключалась к р/станции одна антенна, а остальные были сложены на земле, в стороне от места измерения, диполь также убирался. При измерениях с рамкой, рамка предварительно настраивалась конденсатором по максимуму поля, по Индикатору Поля (резонанс очень острый!).
Как прокомментировать результаты измерений?
Надо сказать, что это уже не первые и не вторые... и даже не десятые измерения и сравнения ЕН антенн и стандартных антенн от мобильных станций и диполя, причем на разных чатотах и в разных местах. Достоверные результаты получаются, когда условия проведения экспериментов, по их сравнению, нормальные (нет переотражений, и т.д.).
Несколько удивила ЕН плоская антенна (большая), так как явно сигнал от нее (на той же высоте установки антенн) был сильнее, чем от диполя.
Не плохие результаты показала и маленькая (длина всего 11 сантиметров) ЕН антенна с цилиндрами. По крайней мере, на различных дистанциях, она работала не хуже стандартной "резинки" (хотя по длине в 2,5 раза короче "резинки").
Почему такие результаты с диполем? Здесь, на мой взгляд, две причины:
1. диполь был установлен всего в 1,5 метра от земли, это конечно не уличшило его работу, но условия для всех антенн были одинаковые.
2. диполь располагался горизонтально и конечно поляризация сыграла свою роль. Конечно можно было установить диполь и вертикально, подняв его над землей, но для этих частот пришлось бы перестраивать и усложнять весь эксперимент, поднимая и остальные аненны высоко над землей.
Кстати, плоские ЕН антенны тоже располагались горизонтально, но несмотря на это показали хорошие результаты.
Некоторый "провал" уровней сигнала на расстоянии в 1 км., видимо обусловлен тем, что эта точка находилась частично в перелеске (на фотографии со спутника этого не видно) и само место было несколько ниже, относительно остальных точек дистанции.
Вполне вероятно, что надо было продолжить эксперимент и уехать на большее расстояние и далее оценивать силу сигнала на слух, например по пропаданию сигнала, но не было возможности быстро найти такое место и время не позволяло.
Конечно этот эксперимент не измерительный, а чисто сравнительный.
А если подходить серьезно к такого рода измерениям, то надо использовать приемное устройство, с возможностью отключения АРУ и регистрации уровня сигнала с точночстью, по крайней мере, не хуже 0,5 dB, например трансивер ICOM-7000 и ноутбук для регистрации сигнала, как я всегда это и делал в предыдущих измерениях и тестах. Тем не менее считаю, что чем больше проводится сравнительных тестов - тем лучше и эта проверка не является исключением.
Я также прекрасно понимаю, что для людей использующих радиосвязь в походах, поездках, сплавах по реке и т.д., цифры, которые мы получили в ходе эксперимента играют второстепенную роль, им нужна "живая" связь по типу "слышу - не слышу". На протяжении всего эксперимента связь была хорошей и четкой, поэтому предполагаю, что по их мнению расстояние между станциями надо было увеличить до появления шумов, и далее до пропадания сигнала и это бы являлось критерием границы дистанции для каждой антенны. Думаю, что мы проведем и такой эксперимент, антенны ждут.
Для справки, привожу тарировочную таблицу чувствительности переносной радиостанции "MayCom-27" составленную на основе измерений, проведенных с помощью генератора стандартных сигналов Г4-164.
Таблица Таб. 2
| Показания шкалы S-метра (деления) | Уровень в микровольтах |
| 1 | 0,25 |
| 2 | 0,33 |
| 3 | 0,6 |
| 4 | 0,72 |
| 5 | 0,8 |
| 6 | 1,5 |
| 7 | 2,3 |
| 8 | 3,6 |
| 9 | 5 |
| 10 | 10 |
| 11 | 16 |
Как изготовить плоские ЕН антенны на СВ диапазон самим, будет рассказано в отдельной статье. И еще раз хочу напомнить - не думайте, что ЕН антенны являются каким-то чудом, которые смогут улучшить связь в несколько раз. Как вы сами видите, по эффективности они сравнимы со стандартным диполем, если размер их выбран правильно, но только меньше диполя в несколько раз. В каких-то случаях, это является важным фактором.
В заключение, выражаю благодарность моему прекрасному товарищу и отличному водителю - Максиму, за помощь с транспортом, а также за помощь, при проведении измерений. На фото ниже, Максим с ЕН плоской антенной (в руке), на фоне полноразмерного диполя на 27 МГц (зеленый горизонтальный провод над землей).
73!
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
02.2010г.
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
02.2010г.