Антенна Си-Би — когда нужна полноволновая вместо четвертьволновой
Полноволновая антенна на 27 МГц — это больше десяти метров металла и согласующее устройство. Разбираем, что она даёт, чего не требует и почему четвертьволновый штырь чаще выигрывает по простоте.
Содержание
Полноволновая антенна на 27 МГц — это около 10,5 м провода (с коэффициентом укорочения 0,95) и согласующее устройство. Ей не нужна «земля», но она требует мачты, опоры и согласования с кабелем 50 Ом.
Четвертьволновый штырь на 2,62 м проще, дешевле и обычно настраивается без согласующих цепей. Как вертикальный вибратор для связи у земли полноволновая антенна выигрыша не даёт: для стационарной вертикали берут полуволновую или 5/8 λ. Смысл она имеет в виде петли, если есть место.
Ниже — сколько нужно металла, чем она отличается от штыря, как её согласуют, какие бывают варианты и когда она не нужна.
Зачем она нужна
Четвертьволновый штырь, о котором говорит статья про магнитку, работает в паре с «землёй» — крышей машины или радиалами. Есть места, где такую землю сделать нельзя: балкон без металла или мачта на крыше дачи, где радиалы мешают.
Тогда ставят антенну, которой «земля» не нужна, — полуволновую или полноволновую.
Вертикальный полноволновый вибратор с питанием с конца для связи у земли не подходит. Токи в его двух половинах направлены навстречу друг другу, поэтому излучение у горизонта ослаблено, а основная часть уходит вверх.
Полноволновая антенна оправдана в виде петли (рамки): у неё небольшое усиление в направлении, перпендикулярном плоскости петли. Это задача для стационарной станции, где есть место и опора, а не для автомобиля.
Сколько металла
Длина волны λ = c / f. На частоте около 27,2 МГц λ ≈ 11,0 м. Реальный провод короче из-за коэффициента укорочения; для проводника в воздухе его принимают порядка 0,95, так делает и калькулятор длины антенны.
| Антенна | Теоретически, м | С коэффициентом 0,95, м |
|---|---|---|
| Четвертьволновая (штырь) | 2,76 | 2,62 |
| Полуволновая | 5,51 | 5,23 |
| Полноволновая | 11,03 | 10,48 |
Значения посчитаны по формуле. Для точной частоты вашего диапазона подставьте её в калькулятор.
Чем она отличается от штыря
Различий четыре, и каждое влияет на выбор. Ниже — по порядку.
- Нужна ли земля.Четвертьволновому штырю нужен противовес. Полуволновой и полноволновой вибратор не нуждается в «земле», потому что является полноценной антенной сам по себе.
- Входное сопротивление.У полноволнового вибратора с питанием с конца оно очень большое, и без согласующего устройства подключить его к кабелю 50 Ом нельзя. У полноволновой петли сопротивление порядка ста Ом, согласовать её проще.
- Диаграмма направленности.Четвертьволновый штырь излучает в основном вдоль земли. У вертикального полноволнового вибратора с питанием с конца токи в половинах противоположны по направлению, излучение у горизонта ослаблено и уходит вверх. Петля излучает иначе: максимум направлен перпендикулярно её плоскости.
- Габариты.Больше десяти метров против 2,6 — разница главная и решающая.
Диаграммы и числа усиления для вашей конструкции смотрите в справочниках по антеннам (например, Ротхаммель «Антенны», ARRL Antenna Book) и подтверждайте измерением.
Полуволновая и другие варианты
Полноволновая — не единственный способ обойтись без земли. Полуволновая антенна тоже не требует противовеса и вдвое короче: 5,23 м против 10,48 м.
Для стационарной вертикальной антенны на Си-Би выбирают полуволновую или 5/8 λ: они излучают низко над горизонтом и лучше подходят для связи по земле. Антенны с катушкой (укороченные) короче, но уступают по эффективности.
Как выбрать
Берите четвертьволновую или укороченную с катушкой, если антенна ставится на автомобиль или на небольшую площадку: размеры и цена разумнее, а настройка по КСВ описана в статье про КСВ-метр.
Вертикальный полноволновый вибратор для связи у земли выбирать не стоит. Полноволновую петлю стоит рассматривать, если есть место и опора и вы готовы заниматься согласованием.
Согласование и проверка
После установки измерьте КСВ на нескольких каналах. Для полноволновой антенны минимум КСВ обычно «плавает» от длины и высоты подвеса; её подстраивают длиной вибратора и элементами согласующего устройства.
Без КСВ-метра передавать на такую антенну не следует.
Типовые ошибки
- Расчёт по теоретической длине без коэффициента укорочения.Антенна окажется длиннее нужного и «уйдёт» ниже по частоте.
- Питание вибратора с конца кабелем 50 Ом напрямую.Сопротивление не совпадает, КСВ огромен, выходной каскад радиостанции страдает.
- Антенна в окружении металла.Оттяжки, крыша, трубы искажают диаграмму и сдвигают резонанс.
- Мачта без расчёта на ветер.Длинный провод и мачта дают парусность.
- Подъём у проводов.Главная опасность — касание линий электропередачи.
- Нет грозозащиты и заземления.Мачта на крыше притягивает разряд; продумайте это заранее.
Что в итоге
Как вертикаль полноволновая антенна Си-Би выигрыша у горизонта не даёт. Для стационарной вертикали берут полуволновую или 5/8 λ, для остальных задач проще и разумнее четвертьволновый штырь с нормальным противовесом.
Полноволновая петля оправдана, если есть место и мачта и вы готовы настраивать согласование. Начните с расчёта длин в калькуляторе и оцените, где вы сможете её поставить.
Частые вопросы
Подойдёт ли полноволновая антенна для рации в машине?
Нет: 10,5 м провода на автомобиль не поставить. Для машины берут четвертьволновый штырь или укороченную антенну с катушкой.
Если нужна именно независимая от кузова антенна на автомобиле, смотрите укороченные полуволновые варианты. Проверьте КСВ после установки.
Нужны ли заземление и грозозащита для мачты на даче?
Да: мачта с антенной на крыше — высокая точка, и в грозу она опасна. Нужны заземление мачты и грозозащита по правилам, действующим в вашем регионе.
Если сомневаетесь, откажитесь от высокой мачты в пользу низкой антенны. Не поднимайте и не опускайте мачту в одиночку или в ветер.
Можно ли питать полноволновую антенну кабелем 50 Ом напрямую?
Нет, если питание подаётся с конца: сопротивление там очень большое, и КСВ будет огромным.
Если у вас петля, сопротивление около ста Ом, и её можно согласовать четвертьволновым трансформатором или другим согласующим устройством. Конкретную схему берите в справочнике и подтверждайте измерением.
Что лучше для балкона: полноволновая или четвертьволновая с противовесом?
На балконе обычно лучше четвертьволновая с противовесом: 10 м провода туда не поставить. Полуволновая подойдёт, если есть где её растянуть.
Если балкон металлический, штырь и противовес работают лучше. Любой вариант проверьте КСВ-метром, прежде чем передавать.
Где в России купить провод и изоляторы для полноволновой антенны?
В магазинах радиодеталей и строительных магазинах продают медный антенный провод и керамические или пластиковые изоляторы. Для кабеля берут коаксиал 50 Ом, например RG-58.
Если мачта высокая, нужны растяжки из неметаллического троса. Всё это стоит дешевле готовой антенны, но настройка ложится на вас.
