Is een massaplaat nodig voor zenden en ontvangen met een verticale (monopool) antenne?

Elke antenne heeft twee helften die elkaar ontmoeten op het voedingspunt (waar de coax of andere transmissie lijn is bijgevoegd). Beide helften hebben invloed op de eigenschappen van de antenne (stralingspatroon, efficiëntie, etc.).

Een verticaal element en een grondvlak is slechts één mogelijkheid voor wat die twee helften kunnen zijn. Als je het grondvlak van een grondvlakantenne weglaat, zijn er maar twee mogelijkheden voor wat er gebeurt:

• Je hebt een ineffectieve antenne – hij straalt / ontvangt niet goed.
• Iets anders dient als de tweede helft.

In de meeste ontwerpen van coax-gevoede antennes, wordt de tweede helft de afscherming van de coaxkabel en ( indien van toepassing) de geleidende metalen structuur waarop de antenne is gemonteerd. Ik weet niet hoe antennes op boten gewoonlijk zijn, maar ik wed dat daar een metalen structuur is.

Dit kan werken prima, maar er zijn twee mogelijke problemen:

• Deze geleidende vorm is niet speciaal ontworpen als antenne, dus het heeft daarvoor misschien niet de beste eigenschappen (onregelmatig stralingspatroon, verliesgevend, verkeerde impedantie, enz.).
• Het kan dichter bij andere elektronische apparatuur, de operator, enz. staan en dus (voor ontvangst) extra ruis oppikken of (voor zenden) aanzienlijke RF-energie leveren waar dit niet gewenst is.

Als u voorlopig alleen geïnteresseerd bent in ontvangen, zet dan een willekeurige antenne op die u kunt en maak u niet al te veel zorgen. Als u merkt dat u betere prestaties van uw antenne nodig hebt, installeer dan een goed aardingsvlak of een ander ontwerp van de antenne.

Reacties

• Op HF zou het ‘ niet nog steeds nodig zijn om een poging te doen om een relatief lage impedantie verbinding met de aarde, zee of wat dan ook niet? Bijvoorbeeld, de coax op de grond laten liggen om een verticaal te voeden, werkt niet bijzonder goed: aangezien de impedantie naar de aarde veel hoger is dan die van de common-mode op de coax, is het ‘ s ongeveer een verticaal met één radiaal.
• @ PhilFrost-W8II In plaats van uit te zoeken hoe het beter uit te leggen, verwijderde het HF-bit omdat het ‘ s niet echt nodig voor het antwoord.

Elke verticaal die je misschien hebt gezien gemonteerd op een niet-metalen oppervlak moet iets hebben als een metalen plaat of λ / 4 koperen tape-radialen (van de juiste afmetingen) eronder (en het coaxschild daarmee verbonden). Anders zal de buitenkant van het schild proberen te fungeren als de terugkeer en worden er common-mode stromen op gezet. Hoe goed dat werkt, hangt af van vele factoren, maar dat is niet de juiste manier om het communicatiebereik te maximaliseren.

Van alle fysische wetten die er zijn, is er geen zo goed ingeburgerd als het feit dat een verticaal gevoede verticale (verticale monopool) of een omgekeerde -L heeft iets nodig om tegen te “duwen” om het meest effectief te zijn. Noem dat “iets” een tegenwicht, radialen, of wat je maar wilt; maar om effectief te zijn, moet het er zijn. Punt.

K5UJ zei het mooi toen hij zei: “De reden voor radialen is om RF-stromen te verzamelen en ze terug te sturen naar het voedingspunt, aangezien je dat niet doet. laat de andere helft van de antenne dat doen, het deel dat er een dipool van zou maken. “

Als we zeggen dat het toevoegen van een tegenwicht aan een λ / 4-verticaal (bijvoorbeeld) niet echt nodig, dan kunnen we net zo goed zeggen dat het openen van de jaloezieën de kamer niet lichter maakt. Natuurlijk kunnen we onze weg wel zien, maar als we de zon binnenlaten, is het leven zo veel beter. Of iemand kan zeg dat we niet echt banden voor een auto nodig hebben. Zeker, met voldoende bodemvrijheid kunnen we op de velgen rondrijden, maar is de auto niet veel leuker om te rijden met het rubber eraan vast? Evenzo maakt een goede RF-aarde het uitgestraalde signaal sterker en voorkomt het ongewenste common-mode stromen aan de buitenkant van het coaxschild.

Van deze webpagina .

Opmerkingen

• Nitpick: het wordt alleen een tegenwicht genoemd als het niet op de grond is gemonteerd, zoals op het dak van een gebouw.

Als een verticale antenne zich op een boot bevindt, reflecteert het water de andere helft. Nog beter is het zoute water. Wat wegvoertuigen betreft, creëert het voertuig een capaciteitsschild weg van de aarde.

Merk op dat sommige schrijvers geloven dat een primaire functie / doel van verhoogde radialen is om een verhoogde verticale monopool, zoals een verticale antenne, af te schermen van de aarde.

Dit lijkt intuïtief, maar in werkelijkheid lijken de stralingspatronen in de vrije ruimte van een λ / 4 grondvlak gedreven tegen paren verhoogde, λ / 4, horizontale radialen aan de basis en een middengevoede, λ / 2 verticale dipool sterk op elkaar (zie de NEC4.2-analyse hieronder). Andere dingen zijn gelijk, alle effecten / veranderingen als gevolg van reflecties van de aarde of een ander oppervlak zullen vrijwel hetzelfde zijn voor de stralingspatronen van beide van deze configuraties.

Wanneer paren horizontale verhoogde radialen worden gescheiden door horizontale overspanningen van 180 °, is de netto verre-veldstraling ervan in wezen nul. Dit is het resultaat van de straling van de ene kant van het paar die 180 ° uit fase komt met de andere kant van het paar, aangezien rf-stromen in tegengestelde fysieke richtingen stromen aan elke kant van dat paar. Alle nuttige straling van een antenne in het verticale grondvlak is afkomstig van de hoogfrequente stroom die langs de verticale geleider stroomt die zich fysiek boven de horizontale radialen bevindt.

Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, zijn de verhoogde, co-lineaire paren van horizontale radialen van een antenne in het grondvlak beschermen een eveneens verhoogde verticale geleider erboven niet tegen interactie met of straling naar de aarde. Ze dienen als onderdeel van het stroompad dat het antennesysteem verbindt met de r-f “aarde” -retour van de bron (de zender). Zonder zon pad zal geen enkel antennesysteem nuttige straling produceren.

• De bron voor de hoogfrequente stroom die vloeit over de begraven radialen die worden gebruikt met een monopoolantenne is de hoogfrequente stroom die in de aarde vloeit binnen λ / 2 van de basis van de monopool, als gevolg van straling van die monopool. De som van die stroom op het gemeenschappelijke punt van de ingegraven radialen is exact gelijk aan de hoogfrequente stroom die kan / zal vloeien op de monopool zelf.

• De bron voor de hoogfrequente stroom die vloeit op de verhoogde radialen die worden gebruikt met een verhoogde monopoolantenne is een directe, draadverbinding met de RF-bron (zender), met behulp van een volledig fysiek geleidend pad, zoals de buitenste geleider van een coaxiale transmissielijn tussen de ingangsklemmen van het antennesysteem en de zender .

Verhoogde radialen werken heel anders dan ingegraven radialen.

Bepaalde soorten verticale antennes vereisen een” ground plane “en sommige niet. De meeste verticals zijn 1/4-golf (geen dipool) en vereisen een “grondvlak” om de “virtuele dipool” te voltooien. Aan de andere kant heeft een 5/8-golf verticaal geen “grondvlak” nodig en wordt deze meestal gebruikt op boten en autos, zoals Corvettes, die een lichaam van glasvezel hebben.

Opmerkingen

• ” een 5/8-golf vertical vereist geen ‘ grondvlak ‘ “. Waarom zeg je dat?

Een verticaal op goed terrein in de open lucht zal het goed doen met een klein aantal 1/4 golfradialen. Helaas is dat niet altijd mogelijk, dus een groot aantal radialen wordt de norm. Hoeveel hangt af van de omgeving waartegen u duwt. Trial and error plus London gin zou het perfecte antwoord kunnen zijn.

Ook een goede luchtsmoorspoel 1/4 golf van de antenne zal dingen verbeteren … plus een goede fles London gin.

Opmerkingen

• Ah, de goede oude tijd, waar alcohol een vereiste was voor elk soort radiowerk, amateur of professioneel. Verrassend genoeg zijn er maar weinigen van ons door gedood. Ondertussen , @ 2e0sir, welkom, en volg de rondleiding en verdien hier uw eerste badge: ham.stackexchange.com/Tour – u zult merken dat u ‘ zal beter passen bij meer uitgebreide antwoorden.