Карл Луцельшваб K9LA, апрель 2017 г. (перевод с английского)
Мне нравится моделировать антенны. Конечно, всегда нужно применять здравый смысл в этом деле, так как легко уйти в дебри со странными результатами. Точно так же, как при моделировании ВЧ-усилителей мощности (чем я много занимался за свою карьеру в области ВЧ-проектирования), вы должны достаточно понимать основы, чтобы примерно знать, чего ожидать. Если результаты сильно отличаются от ваших ожиданий, значит, что-то может быть не так.
Хватит философии — давайте посмотрим на тенденции в характеристиках Beverage и BOG (Beverages-On-Ground — Beverage на земле). Начнём с обычной Beverage высотой около 0,9 м на 160 метрах (1,85 МГц). Я буду менять длину от 60 м до 335 м с шагом 15 м и строить графики RDF (Receiving Directivity Factor — коэффициент приёмной направленности, величина, предсказывающая, насколько улучшится отношение сигнал/шум у одной антенны по сравнению с другой), F/B (отношение вперёд/назад) при угле места 15 градусов и усиления. Всё моделирование выполнено в 4nec2 от Ари Воорса с использованием вычислительного движка NEC 4.1 с кодом земли GN2. Земля была «средней»: проводимость = 0,005 См/м и диэлектрическая проницаемость = 13. На каждой длине нагрузочный резистор оптимизировался по F/B.
Результаты этой работы следующие:
Что действительно бросается в глаза — это циклический характер отношения F/B. Существуют предпочтительные длины для оптимальной характеристики F/B. Это хорошо известная тенденция. Например, см. The Beverage Antenna Handbook W1WCR (1987).
RDF и усиление растут с увеличением длины — по крайней мере до 335 м. Возможно, эти два параметра характеристики выходят на плато при больших длинах.
В итоге, Beverage длиной около 90 м даст отличную характеристику F/B (середина двадцатых), приличный RDF (8 дБ) и усиление (-14 dBi). Увеличение длины Beverage до 335 м повысит RDF (до очень хороших 14 дБ) и усиление (-8 dBi) за счёт F/B (почти 20 дБ — всё ещё чертовски хорошо). Лично я считаю, что RDF важнее F/B, так что желательна большая длина.
Теперь давайте посмотрим на тенденции в характеристиках BOG. Возьмём BOG высотой около 1,5 см на 160 метрах (1,85 МГц). Я буду менять длину от 60 м до 185 м с шагом 15 м и снова строить графики RDF, F/B при угле места 15 градусов и усиления в dBi. Как и прежде, всё моделирование выполнено в 4nec2 с использованием вычислительного движка NEC 4.1 с кодом земли GN2. Земля снова была «средней». На каждой длине нагрузочный резистор оптимизировался по F/B.
Результаты этой работы следующие:
Опять же, что бросается в глаза — это циклический характер отношения F/B. Так же, как и у обычной Beverage, существуют предпочтительные длины BOG для оптимальной характеристики F/B. Первый пик F/B находится на длине меньшей, чем у обычной Beverage, из-за того, что скорость распространения по проводу снижается по мере приближения к земле.
RDF и усиление растут с увеличением длины, но только примерно до 120 м. Затем RDF и усиление начинают падать из-за близости к земле.
В итоге, BOG длиной около 60 м — достойный вариант по F/B, RDF и усилению, учитывая, насколько он короток для 160 метров. Я могу подтвердить эту длину, так как у меня был BOG длиной около 60 м, направленный на северо-восток в Европу (он также был реверсивным для покрытия юго-запада) — он был отличным вариантом, учитывая его длину. Мои результаты побудили Дэйва N9FN в Лафайете, штат Индиана, установить две ортогональные и реверсивные BOG длиной около 60 м для покрытия направлений СВ/ЮЗ и СЗ/ЮВ.
Три последних замечания. Во-первых, держите BOG над землёй — или, по крайней мере, сгребайте/сдувайте листья и другой мусор и регулярно поддерживайте траву короткой. Иначе характеристики BOG могут ухудшиться. Во-вторых, вам, вероятно, понадобится предусилитель с BOG из-за его низкого усиления. В-третьих, советую прочитать соответствующую работу N6LF по адресу http://rudys.typepad.com/files/qexjul-aug-2016-bog.pdf.
Примечание: 1 фут = 0,3048 м; 1 дюйм = 2,54 см. Значения длин округлены до 5 м для удобства чтения; исходные шаги 50 футов ≈ 15,24 м.