É necessário um plano de aterramento para transmitir e receber com uma antena vertical (monopolo)?

Cada antena tem duas metades, encontrando-se no ponto de alimentação (onde o cabo coaxial ou outra transmissão linha está anexada). Ambas as metades afetam as propriedades da antena (padrão de radiação, eficiência, etc.).

Um elemento vertical e um plano de terra são apenas uma possibilidade pelo que essas duas metades podem ser. Se você omitir o plano de terra de uma antena de plano de terra, então há apenas duas possibilidades para o que acontece:

• Você tem uma antena ineficaz – ela não irradia / recebe bem.
• Outra coisa está servindo como a segunda metade.

Na maioria dos projetos de antenas alimentadas por cabo coaxial, o que acaba sendo a segunda metade é a blindagem do cabo coaxial e ( se aplicável) a estrutura de metal condutora na qual a antena está montada. Não sei como costumam ser as antenas dos barcos, mas aposto que há uma estrutura de metal lá.

Isso pode funcionar bem, mas há dois problemas potenciais:

• Este formato condutivo não foi especialmente projetado para ser uma antena, portanto, pode não ter as melhores características para isso (padrão de radiação irregular, com perdas, impedância errada, etc.).
• Pode estar mais perto de outro equipamento eletrônico, do operador, etc. e assim (para receber) captar ruído extra ou (para transmitir) fornecer energia de RF significativa onde não é desejada.

Se você está interessado apenas em receber por enquanto, coloque qualquer antena que puder e não se preocupe muito. Se você achar que precisa de um melhor desempenho de sua antena, instale um plano de aterramento adequado ou outro projeto de antena.

Comentários

• Em HF não ‘ ainda seria necessário fazer alguma tentativa para fazer uma relação conexão de baixa impedância para a terra, mar ou outros. não? Por exemplo, deixar o cabo coaxial no chão para alimentar uma vertical não funciona muito bem: com a impedância para a Terra sendo muito maior do que o modo comum no coaxial, ele ‘ s aproximadamente uma vertical com uma radial.
• @ PhilFrost-W8II Em vez de descobrir como explicá-lo melhor, removeu o bit HF, pois ‘ s não é realmente necessário para a resposta.

Qualquer vertical que você possa ter visto montado em uma superfície não metálica deve ter algo como uma folha metálica ou λ / 4 radiais de fita de cobre (de dimensões adequadas) por baixo (e a blindagem coaxial conectado a isso). Caso contrário, a parte externa da blindagem tentará agir como o retorno e terá correntes de modo comum nela. O quão bem isso funciona depende de muitos fatores, mas essa não é a maneira correta de fazer isso para maximizar o alcance da comunicação.

De todas as leis físicas que existem, nenhuma é mais bem estabelecida do que o fato de que uma vertical alimentada pelo fundo (monopolo vertical) ou invertida -L precisa de algo contra o qual “empurrar” para ser mais eficaz. Chame isso de “algo” de contrapeso, radiais ou o que você quiser; mas para ser eficaz, tem que estar lá. Ponto final.

K5UJ colocou isso bem quando disse: “A razão para radiais é coletar correntes RF e devolvê-las ao ponto de alimentação, já que você não” ter a outra metade da antena para fazer isso, a parte que a tornaria um dipolo. “

Se fizermos a afirmação de que adicionar um contrapeso a uma vertical λ / 4 (por exemplo) não é realmente necessário, então podemos dizer que abrir as cortinas da janela não deixará o ambiente mais claro. Claro, talvez possamos ver nosso caminho ao redor, mas quando deixamos o sol entrar, a vida é muito melhor. Ou alguém poderia digamos que não precisamos realmente de pneus em um carro. Claro, com distância ao solo suficiente podemos dirigir nos aros, mas o carro não é muito mais divertido de dirigir com a borracha acoplada? Da mesma forma, um aterramento RF adequado torna o sinal irradiado mais forte, evitando o modo comum indesejado correntes do lado de fora do escudo coaxial.

A partir desta página da web .

Comentários

• Nitpick: Só é chamado de contrapeso se não for montado no solo – como em uma plataforma de construção.

Se uma antena vertical estiver em um barco, a água refletirá a outra metade. Melhor ainda é sua água salgada. Quanto aos veículos rodoviários, o veículo cria um escudo de capacidade longe da terra.

Observe que alguns escritores acreditam que a função / propósito principal dos radiais elevados é para proteger um monopolo vertical elevado, como uma antena de plano de aterramento vertical, da terra.

Isso parece intuitivo, mas na realidade os padrões de radiação do espaço livre de um plano de terra λ / 4 dirigido contra pares de radiais horizontais elevados λ / 4 em sua base e um dipolo vertical λ / 2 alimentado pelo centro são muito semelhantes (ver a análise NEC4.2 abaixo). Outras coisas iguais, quaisquer efeitos / mudanças devido a reflexos da terra ou de outra superfície serão quase os mesmos para os padrões de radiação de ambos dessas configurações.

Quando pares de radiais elevados horizontais são separados por vãos horizontais de 180 °, a radiação de campo distante deles é essencialmente zero. Este é o resultado da radiação de um lado do par chegando 180 ° fora de fase com o outro lado do par, já que as correntes de r-f estão fluindo em direções físicas opostas em cada lado desse par. Toda a radiação útil de uma antena de plano de aterramento vertical origina-se da corrente rf fluindo ao longo do condutor vertical localizado fisicamente acima dos radiais horizontais.

Conforme mostrado no gráfico abaixo, os pares colineares elevados de radiais horizontais de uma antena de plano de aterramento não protegem um condutor vertical igualmente elevado acima deles da interação ou radiação em direção à terra. Eles servem como parte do caminho da corrente que conecta o sistema de antena ao retorno de “aterramento” r-f da fonte (o transmissor). Sem tal caminho, nenhum sistema de antena produzirá radiação útil.

• A fonte para a corrente rf fluindo nos radiais enterrados usados com uma antena monopolo é a corrente rf fluindo na terra dentro de λ / 2 da base do monopolo, como resultado da radiação desse monopolo. A soma dessa corrente no ponto comum dos radiais enterrados é exatamente igual à corrente rf que pode / irá fluir no próprio monopolo.

• A fonte para a corrente rf fluindo nos radiais elevados usados com uma antena monopolo elevada é uma conexão direta com fio à fonte rf (transmissor), usando um caminho condutor totalmente físico, como o condutor externo de uma linha de transmissão coaxial entre os terminais de entrada do sistema de antena e o transmissor .

Radiais elevados funcionam de maneira muito diferente dos radiais enterrados.

Certos tipos de antenas verticais requerem um” plano de terra “e alguns não. A maioria das verticais é de 1/4 de onda (não um dipolo) e requer um “plano de terra” para completar o “dipolo virtual”. Por outro lado, uma vertical de 5/8 ondas não requer um “plano de terra” e é geralmente usada em barcos e carros, como Corvetas, que têm corpos de fibra de vidro.

Comentários

• ” uma vertical de 5/8 ondas não requer um ‘ plano de solo ‘ “. Por que você diz isso?

Uma vertical em um bom terreno aberto funcionará bem com um pequeno número de 1/4 radiais de onda. Infelizmente, isso nem sempre é possível, então uma grande quantidade de radiais se torna a norma. A quantidade depende do ambiente contra o qual você está pressionando. Tentativa e erro mais gim londrino podem ser a resposta perfeita.

Além disso, um bom ar de 1/4 de onda da antena vai melhorar as coisas … além de uma boa garrafa de gim londrino.

Comentários

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