Är ett jordplan nödvändigt för sändning och mottagning med en vertikal (monopol) antenn?

Varje antenn har två halvor, som möts vid matningspunkten (där koax eller annan överföring raden är bifogad). Båda halvorna påverkar antennens egenskaper (strålningsmönster, effektivitet etc.).

Ett vertikalt element och ett jordplan är bara en möjlighet för vad dessa två halvor kan vara. Om du utelämnar markplanet från en jordplanantenn, finns det bara två möjligheter för vad som händer:

• Du har en ineffektiv antenn – den strålar / tar inte emot bra.
• Något annat fungerar som den ”andra halvan”.

I de flesta utföranden av koaxmatade antenner är det den andra halvan som skyddar koaxialkabeln och ( om tillämpligt) den ledande metallkonstruktionen som antennen är monterad på. Jag vet inte hur antenner på båtar brukar vara, men jag slår vad om att det finns en metallstruktur där.

Detta kan fungerar bra, men det finns två potentiella problem:

• Den här ledande formen var inte särskilt utformad för att vara en antenn, så den kanske inte har de bästa egenskaperna för det (oregelbundet strålningsmönster, förlust, fel impedans, etc.).
• Det kan vara närmare annan elektronisk utrustning, operatören etc. och därmed (för att ta emot) ta upp extra ljud eller (för sändning) leverera betydande RF-energi där det inte är önskvärt.

Om du bara är intresserad av att ta emot för tillfället, sätt upp vilken antenn du kan och oroa dig inte för mycket. Om du tycker att du behöver bättre prestanda från din antenn, installera ett ordentligt jordplan eller annan design av antennen.

Kommentarer

• På HF skulle ’ t fortfarande vara nödvändigt att göra ett försök att göra en relativt anslutning med låg impedans till jorden, havet eller vad som helst ot? Att till exempel låta koaxen ligga på marken för att mata en vertikal fungerar inte särskilt bra: med impedansen till jorden är mycket högre än till det gemensamma läget på koaxet, ’ är ungefär vertikalt med en radiell.
• @ PhilFrost-W8II I stället för att ta reda på hur man förklarar det bättre, tog man bort HF-biten eftersom den ’ s inte riktigt nödvändigt för svaret.

Varje vertikal du kanske har sett monterad på en icke-metallisk yta ska ha något som ett metallark eller λ / 4 kopparbandradier (av rätt mått) under sig (och koaxskyddet ansluten till det). Annars kommer skärmens utsida att försöka fungera som retur och ha gemensamma lägesströmmar på den. Hur bra det fungerar beror på många faktorer, men det är inte rätt sätt att göra det för att maximera kommunikationsområdet.

Av alla fysiska lagar som finns finns ingen mer väletablerad än det faktum att en bottenmatad vertikal (vertikal monopol) eller en inverterad -L behöver något att ”pressa mot” för att vara mest effektivt. Kalla det ”något” en motpost, radialer eller vad du vill; men för att vara effektiv måste den vara där. Period.

K5UJ uttryckte det snyggt när han sa ”Anledningen till radialer är att samla in RF-strömmar och returnera dem till matningspunkten eftersom du inte” har den andra halvan av antennen för att göra det, den del som skulle göra den till en dipol. ”

Om vi gör uttalandet att lägga till en motpoäng till en λ / 4 vertikal (till exempel) inte är riktigt nödvändigt, då kan vi lika gärna säga att det att öppna fönstret inte gör rummet ljusare. Visst, kanske vi kan se oss omkring, men när vi släpper in solen är livet så mycket bättre. Eller någon kan säga att vi inte verkligen behöver däck på en bil. Visst, med tillräckligt med markfrigång kan vi köra runt på fälgarna, men är inte bilen roligare att köra med gummit fäst? På samma sätt gör en riktig RF-mark den utstrålade signalen starkare samtidigt som det förhindrar oönskat gemensamt läge strömmar på utsidan av koaxskölden.

Från denna webbsida .

Kommentarer

• Nitpick: Det kallas bara en motställning om det inte är monterat på marken – som på en takterrass.

Om en vertikal antenn är på en båt kommer vattnet att reflektera den andra halvan. Ännu bättre är dess saltvatten. När det gäller vägfordon skapar fordonet en kapacitetssköld från jorden.

Observera att vissa författare tror att en primär funktion / syfte med förhöjda radialer är för att skydda en upphöjd vertikal monopol, såsom en vertikal markplanantenn från jorden.

Detta verkar intuitivt, men i själva verket är de fria rymdstrålningsmönstren för ett λ / 4-jordplan som drivs mot par av upphöjda, λ / 4, horisontella radialer vid sin bas och en centrummatad, λ / 2 vertikal dipol mycket lika (se NEC4.2-analysen nedan). Andra saker lika, alla effekter / förändringar på grund av reflektioner från jorden eller en annan yta kommer att vara nästan samma för strålningsmönstren för båda av dessa konfigurationer.

När par av horisontella upphöjda radialer är åtskilda av horisontella spännvidd på 180 ° är nätets fjärrfältsstrålning från dem i princip noll. Detta är resultatet av att strålningen från ena sidan av paret når 180 ° ur fas med den andra sidan av paret, eftersom RF-strömmar flyter i motsatta fysiska riktningar på varje sida av det paret. All användbar strålning från en vertikal markplanantenn härrör från RF-strömmen som strömmar längs den vertikala ledaren som är fysiskt belägen ovanför de horisontella radialerna.

Som visas i bilden nedan är de upphöjda, samlinjära paren av horisontella radialer från en jordplanantenn skyddar inte en lika höjd vertikal ledare ovanför dem från interaktion med eller strålning mot jorden. De fungerar som en del av den aktuella vägen som ansluter antennsystemet till källans (sändarens) jordåtergång. Utan en sådan väg kommer inget antennsystem att ge användbar strålning.

• Källan för RF-strömmen som flyter på de nedgrävda radialerna som används med en monopolantenn är rf-strömmen som flyter i jorden inom λ / 2 från monopolets bas, som ett resultat av strålning från den monopolet. Summan av den strömmen vid den gemensamma punkten för de begravda radialerna är exakt lika med den rf-ström som kan / kommer att strömma på monopolet själv.

• Källan för den rf-ström som flyter på de upphöjda radialerna som används med en upphöjd monopolantenn är en direkt trådanslutning till RF-källan (sändaren), med en fysikalisk ledningsbana, såsom den yttre ledaren på en koaxial överföringsledning mellan antennsystemets ingångar och sändaren .

Förhöjda radialer fungerar mycket annorlunda än begravda radialer.

Vissa typer av vertikala antenner kräver en” markplan ”och vissa inte. De flesta vertikaler är 1/4-vågiga (inte en dipol) och kräver ett ”jordplan” för att slutföra den ”virtuella dipolen”. Å andra sidan kräver en 5/8-vågs vertikal inte ett ”markplan” och används vanligtvis på båtar och bilar, såsom korvetter, som har glasfiberkroppar.

Kommentarer

• ” en 5/8-vågs vertikal kräver inte ett ’ markplan ’ ”. Varför säger du det?

En vertikal på bra mark i det fria kommer att klara sig med ett litet antal 1/4 vågradier. Tyvärr är det inte alltid möjligt, så en stor mängd radialer blir normen. Hur många beror på miljön du driver mot. Trial and error plus London gin kan vara det perfekta svaret.

Även en bra luftdrossel 1/4 våg från antennen kommer att förbättra saker … plus en bra flaska London gin.

Kommentarer

• Ah, de gamla goda dagarna, där alkohol var en förutsättning för att göra någon form av radioarbete, amatör eller professionell. Överraskande få av oss dödades av det. Under tiden , @ 2e0sir, välkommen, och snälla ta turen och tjäna ditt första märke här: ham.stackexchange.com/Tour – du kommer att upptäcka att du ’ Passar bättre in i mer detaljerade svar.