Прошлый ролик про ЕН антенны вышел слишком положительным. Поэтому считаю, что нужно отдельно рассмотреть проблемы ЕН антенн, которые могут превратить работу с этими антеннами в настоящий ад и отбить у любого радиолюбителя желание с ними связываться.
Проясняет Тимур Гаранин.
Начнём с отрицательной стороны узкополосности и избирательности контура ЕН антенн. Положительные стороны избирательности мы обсудили в прошлом ролике.
Что же плохого в избирательности. Плохо здесь то, что при малейшем влиянии на колебательный контур наш резонанс улетает в непредсказуемом направлении. А так как полоса у ЕН антенны узкая, в отличие от проволочных антенн, то уход резонанса знаменует полную потерю связи.
Почему резонансная частота ЕН антенны так легко уходит? В чём причина такой гиперчувствительности к окружению?
Как мы уже говорили в прошлом ролике, эта антенна представляет собой последовательный колебательный контур. И чем больше его добротность, тем выше напряжение на обкладках. Вблизи антенны наблюдается очень высокая напряжённость поля, даже при относительно малых мощностях.
Напоминает катушку Тесла, только с двумя обкладками.
А теперь вспоминаем, что нам нужно как-то запитать эту антенну. И для этого мы обычно используем коаксиальный кабель. Который в данном случае является худшим выбором.
Так как обычно в этой антенне применяют автотрансформаторную связь, то оплётка кабеля гальванически соединена с нижней обкладкой конденсатора.
Другими словами, оплётка кабеля – это продолжение нижней обкладки.
Поэтому неудивительно, что любое прикосновение к кабелю отправляет резонансную частоту антенны в далёкое путешествие.
Прикосновение к кабелю равно прикосновению к антенне.
И фактически, к ёмкости нижней обкладки добавляется ёмкость поверхности кабеля.
Если бы антенна существовала сама по себе в сферическом вакууме, то силовые линии от верхней обкладки замыкались бы на нижней обкладке. И никаких проблем с этим не было бы.
Но антенну увы окружают реальные предметы, крыши, стены здания, оператор и самое главное – кабель.
Силовые линии с превеликим удовольствием замыкаются на кабель. И по поверхности кабеля начинают протекать поверхностные токи.
Если это явление не пресечь, то антенна становится очень чувствительна к любому прикосновению кабеля и к изменению его положения в пространстве. Только пошевели его, и резонанс улетает.
Поэтому испытателям, которые решатся настраивать такую антенну, остаётся пожелать тонны терпения и самообладания.
Как же бороться с подобной гиперчувствительностью и как облегчить настройку ЕН-антенны.
Могу дать следующие рекомендации.
В непосредственной близости от антенны кабель необходимо надёжно закрепить, чтобы он не болтался и его положение было постоянно. Иначе резонанс будет уезжать при любом перемещении кабеля.
Саму антенну нужно размещать в таких местах, где изменение положения окружающих объектов минимально.
Возможно получится компенсировать поверхностные токи на оплётке коаксиального кабеля, если коаксиальный кабель вблизи антенны заменить на симметричную линию. В этом случае силовые линии будут замыкаться уже на обе жилы равномерно, а не только на оплётку. Но это спорное решение. Пробовать его нужно в последнюю очередь.
С той стороны где работает оператор, и где прикосновение к кабелю неизбежно, необходимо ставить запорный дроссель. Т.е. если антенна находится снаружи здания, а оператор внутри, то запорный дроссель нужно ставить в том месте, где кабель заходит в здание.
Так как мы работаем с относительно низкими частотами на этой антенне, и так как наведенные токи ожидаются очень большие, то дроссель нам потребуется с внушительной индуктивностью. Нет смысла брать феррит с низкой магнитной проницаемостью, в несколько сотен единиц. Рекомендую брать феррит таких марок, у которых проницаемость 2000 и даже 3000. Нужно выбирать или составлять из колец сердечник потолще, т.е. с большим сечением, и наматывать побольше витков.
Ещё одним вариантом решения проблемы есть использование трансформаторной связи с гальванической развязкой. Т.е. с двумя отдельными обмотками. Фотографии таких антенн в сети есть, но конкретных отзывов, помогло ли это в настройке, не нашел.
Если мы всё-таки используем автотрансформаторную связь, то необходимо следить за тем, чтобы оплётка кабеля подключалась именно к нижней обкладке и нижней точке катушки. Так потенциал оплётки кабеля относительно земли будет минимален.
Если же мы поступим наоборот, и подключим оплётку к верхней обкладке, то весь наш кабель будет иметь высокий потенциал относительно земли. И зачем нам такие проблемы? Как минимум, он весь будет излучать, а при плохом заземлении прикосновение к нему может быть небезопасно.
Несмотря на то, что ЕН-антенны могут доставить массу хлопот при настройке, они всё-таки не безнадёжны. Это весьма перспективный вид антенн, который может предоставить нам возможность работы на низких частотах при разумных габаритах самой антенны.
Ходят легенды, что при помощи ЕН-антенн даже удавалось установить межконтинентальную связь. Так что в умелых руках они всё-таки отлично работают.
Делитесь своим опытом, как Вы преодолевали трудности в настройке этих антенн, и каких результатов добились. Пишите в комментариях, каждый комментарий поднимает канал со дна.
Смотрите другие ролики на канале, подписывайтесь, делитесь роликом на всех площадках, где можете.
Спасибо друзья и удачи!
