В зависимости от типа устанавливаемой антенны будет применяться множество различных рекомендаций. Некоторые антенны могут быть бытовыми телевизионными антеннами, другие могут быть антеннами CB или ham-радио, в то время как другие могут быть предназначены для профессионального применения.

Независимо от типа антенны, есть много моментов, на которые следует обратить внимание, о чём подумать, и примеров надлежащей практики, которые гарантируют получение наилучших характеристик антенны.

Существует множество различных областей, в которых необходимо продумать антенну

Общая ситуация с антенной

Одним из наиболее важных аспектов настройки любой радиоантенны является её расположение. Расположение антенны определяет многие аспекты её работы, и поэтому необходимо определить её местоположение вместе с её типом. Следует учитывать ряд моментов, связанных с антенной:

• Выберите место, где радиоантенна может «видеть» все вокруг: для того чтобы работать наилучшим образом, она должна быть способна «видеть» все вокруг.

Для достижения этой цели антенну следует держать подальше от близлежащих объектов, которые могут служить экраном. Таким образом, антенна может достигать максимального уровня сигнала или покидать его, не поглощаясь близлежащими объектами.

• Помните, что близлежащие объекты могут «вывести из строя» антенну: При выборе местоположения радиоантенны стоит помнить, что близлежащие объекты могут вывести из строя антенну, даже если они не влияют на круговую видимость. Близлежащие объекты могут привести к отклонению антенны от точки её резонанса и снижению эффективности. Это очень важно для антенн, обрезанных на определённую длину и не имеющих средств настройки на месте. Причиной этого могут быть многие предметы — металлические предметы, а также электропроводка особенно вредны, но даже деревья могут ухудшить производительность антенн таким образом. Как правило, эффекты заметны на расстоянии одной-двух длин волн, чем ближе объект и чем больше проводимость, тем сильнее эффект.
• Рассмотрите подходящие точки для крепления антенн: Горизонтальные антенны нуждаются в точках крепления с обоих концов. Стоит подумать, есть ли уже какие-либо подходящие точки крепления. Одной подходящей точкой могут быть дымоходы или другие точки в доме. Деревья также могут быть расположены удобно, хотя требуются схемы шкивов, позволяющие улавливать любое движение дерева из-за ветра, не обрывая провод антенны. Также может оказаться возможным установить столб или антенную мачту, и следует рассмотреть эту возможность и её расположение. Какой бы вариант ни был выбран, это необходимо рассмотреть с самого начала.
• Внутри или снаружи: Во многих случаях, возможно, придётся рассмотреть возможность использования встроенной радиоантенны. Внешние антенны работают лучше, потому что они могут находиться дальше от объектов, которые могут привести к потерям или вывести антенну из строя. Очень сложно оценить величину потерь, которые несёт установка антенны внутри дома. Крыша или кирпичная кладка приведут к снижению уровня сигнала, особенно когда она влажная. Величина потерь также будет зависеть от частоты. Для сигналов VHF и UHF это значение будет намного больше.
• При необходимости используйте концевые изоляторы: Проводные антенны для КВ и т.д. Часто нуждаются в креплении к тросу или другой линии, чтобы их можно было установить между точками крепления: опорами, шлангами и т.д. Поскольку точка высокого напряжения антенны находится на конце, необходимо убедиться, что концы соответствующим образом изолированы, чтобы предотвратить потерю сигнала. Часто используются небольшие изоляторы, которые можно легко приобрести у специалистов по антеннам, дилеров радиолюбителей и т.д.

Высота антенны

Хотя высота радиоантенны может быть определена в зависимости от общего положения антенны, высота очень важна и может существенно повлиять на её характеристики. В результате различные моменты рассматриваются отдельно.

Увеличение высоты антенны почти всегда улучшает её характеристики, независимо от того, используется ли она для КВ, УКВ, сверхвысокочастотного диапазона и т.д.

Соображения о помехах

Помехи, создаваемые радиолюбительскими станциями, и создаваемые ими помехи, очевидно, имеют большое значение. Расположение антенны радиолюбительской станции может оказывать существенное влияние на оба аспекта помех. Поэтому это следует иметь в виду при выборе места установки радиоантенны.

• Держите радиоантенну подальше от источников помех в доме: В большинстве домов есть много предметов, которые являются очень хорошими источниками шума. Хотя телевизоры и компьютеры в наши дни стали намного лучше, некоторые помехи все ещё возникают, особенно потому, что многие компьютеры теперь подключены к сетям. Помехи также возникают от множества других электрических элементов по всему дому. Пылесосы, электродрели, электрические миксеры и множество другой подобной утвари вносят свой вклад в уровень генерируемого электрического шума. Он излучается внутри дома и вокруг него, интенсивность которого уменьшается по мере удаления от источника. В результате лучше всего стараться размещать антенну как можно дальше от дома. Это не всегда возможно, уровень помех можно свести к минимуму, держа антенну подальше от определённых источников шума.
• Радиолюбительские передатчики (или любые другие радиопередатчики, если уж на то пошло) могут создавать помехи, если они расположены рядом с бытовыми приборами: Несмотря на то, что бытовое оборудование намного более устойчиво к помехам, чем раньше, все ещё существует вероятность того, что радиолюбительский передатчик может создавать помехи. Один из лучших способов снизить вероятность возникновения любых помех — обеспечить, чтобы антенна радиолюбителя была расположена вдали от любого другого оборудования. Лучше всего этого добиться, если держать антенну подальше от любых бытовых помещений. Очевидно, что риск меньше для передатчиков малой мощности, но для мощных любительских радиостанций это может стать большей проблемой, особенно если используются направленные антенны, которые могут быть направлены на любое бытовое помещение.

Подбор антенны

Согласование антенны с фидером особенно важно, если используются радиопередатчики, которые должны эффективно работать с антенной системой. Естественно, это также важно и для приёмных систем, но может быть не столь критичным. Радиочастотные системы, такие как антенны, фидеры, источники (т.е. передатчики) и нагрузки (т.е. приёмники), все имеют характеристический импеданс.

Для эффективной работы системы они должны совпадать, в противном случае возникают стоячие волны и снижается передача мощности. Для обеспечения надлежащего согласования всей системы и её корректной работы может быть принят ряд мер.

Часто для бытовых систем, таких как теле- или радиоустановки, используются соответствующие методы согласования, чтобы гарантировать, что это не должно вызывать беспокойства.

• Используйте измеритель КСВН, чтобы убедиться в правильной работе системы радиоантенн: Антенны обычно работают только в относительно узкой полосе пропускания, и многие антенны способны работать только в одном диапазоне, и иногда требуется регулировка, чтобы они могли работать даже на разных концах диапазона.

Это гарантирует, что антенна подключена к фидеру и передается максимальное количество мощности. Для проверки правильности работы антенны в линию можно вставить измеритель КСВН. Постоянно поддерживая антенну в цепи, можно контролировать работу системы.

• Рассмотрите возможность использования ATU для обеспечения оптимальной работы антенны: Для обеспечения соответствия импеданса антенны импедансу фидера часто необходимо использовать блок согласования или настройки между фидером и самой антенной.Эти устройства настройки антенны (ATU) используются для настройки излучающего элемента таким образом, чтобы его импеданс соответствовал импедансу фидера, что обеспечивает максимальную передачу мощности и минимизирует уровень стоячих волн. Для правильной настройки антенны ATU должен быть расположен на антенне.
• Используйте ATU в отсеке для снижения уровня КСВН, воспринимаемого выходным каскадом радиопередатчика: Высокие уровни стоячих волн могут привести к повреждению полупроводниковых выходных каскадов радиопередатчиков. Для защиты этих каскадов от повреждений многие передатчики определяют уровень КСВН (коэффициент стоячей волны по напряжению) и уменьшают выходную мощность, когда уровни начинают повышаться.

Поэтому для обеспечения максимальной выходной мощности передатчика должен присутствовать низкий уровень КСВН. Если невозможно установить ATU непосредственно в точке подачи антенны, его можно разместить рядом с передатчиком для настройки комбинации антенно-фидерных устройств таким образом, чтобы КСВН, видимый передатчиком, был минимизирован. Хотя это и не совсем идеально, но может помочь, позволяя передатчику видеть низкий уровень КСВН.

• Используйте балун: Там, где сбалансированные антенны, такие как диполи, или антенны, использующие дипольный элемент, используются с несбалансированным фидером, таким как коаксиальный, всегда разумно использовать балун. Эти балуны могут иметь различные формы и даже представлять собой простую катушку коаксиального кабеля. Однако везде, где это возможно, следует установить балун для предотвращения приёма или излучения от коаксиального фидера и обеспечения правильной работы самой дипольной антенны.

Рекомендации по антенному фидеру

Фидер является важной частью любой радиоантенны. Его назначение — гарантировать, что максимальное количество мощности достигает своего назначения, либо мощность радиопередатчика достигает антенны, либо входящие сигналы от радиоантенны достигают приёмника. Любая потеря мощности приведёт к снижению эффективности всей антенной системы. Стоимость фидера и эксплуатационные характеристики могут повлиять на любое решение, принятое в отношении антенны, и поэтому это важно.

• Выберите оптимальный фидер для любой ситуации: Тип кабеля следует выбирать таким, чтобы обеспечить приемлемые потери на используемых частотах. Для частот ниже 30 МГц потери фидера обычно довольно низкие и с учётом ограничений по мощности часто можно использовать более тонкий коаксиальный кабель, если только не требуется длительных пробегов. С повышением частоты повышаются и уровни потерь, поэтому необходимы более толстые кабели с меньшими потерями. Хотя стоимость может быть высокой, инвестиции в кабель с низкими потерями могут гарантировать, что вся антенная система будет работать на полную мощность.
• При планировании установки радиоантенны учитывайте установку фидера: любой фидер должен быть установлен правильно. Например, если это коаксиальный кабель, его не следует перегибать слишком сильно сверх минимального радиуса изгиба. В противном случае это может привести к повреждению. Открытый провод подачи не следует прокладывать через дом, поскольку близлежащие объекты выведут его из строя и увеличат потери. Любой ввод в эксплуатацию внутри здания должен быть сведён к абсолютному минимуму
• Защита любого фидера от атмосферных воздействий, если он будет использоваться снаружи: В частности, следует соблюдать особую осторожность при использовании коаксиального кабеля снаружи. Конец коаксиального кабеля должен быть герметизирован во избежание попадания влаги. Влага сама по себе может привести к потере мощности, так как она поглощает энергию, и в течение длительного времени это приведёт к коррозии, которая ухудшит характеристики коаксиального кабеля.

Хорошее заземление

Одним из хороших решений для многих требований к антеннам ham radio HF является вертикальный наземный монтаж. Для удовлетворительной работы этих и ряда других систем радиоантенн требуется использование эффективной системы заземления. Поскольку система заземления является ключом к работе радиоантенны, необходимо убедиться, что система заземления работает удовлетворительно.

• Убедитесь, что система заземления имеет низкое электрическое сопротивление: Одним из основных требований к системе заземления антенны является то, что она должна иметь низкое электрическое сопротивление. Этого можно достичь, обеспечив максимальную площадь поверхности металла, соприкасающегося с самой землёй. Можно использовать электрические стержни заземления, а также старые медные трубы.
• Убедитесь, что система заземления имеет низкое радиочастотное сопротивление: Хотя для постоянного тока требуется хорошая электропроводность, радиочастотные характеристики можно дополнительно улучшить, проложив радиосигналы, обычно длиной в четверть длины волны, исходящие от центральной точки заземления. Если приходится идти на компромиссы, их следует располагать в том направлении, где требуется оптимальная производительность.
• Убедитесь, что основная точка подключения наземной системы находится как можно ближе к точке питания наземной антенны: Антенные системы, использующие наземную систему, плохо работают, если провод к наземной системе длинный. Соответственно, основное соединение для системы заземления должно располагаться как можно ближе к основанию антенны.
• Учитывайте проводимость заземления: При выборе места для системы заземления следует учитывать проводимость самого заземления. Сухая песчаная почва обеспечивает плохое соединение, тогда как влажная плодородная почва дает гораздо лучший результат. По возможности заземление следует выполнять в месте, где заземление будет лучше. Это может повлиять на выбор положения для некоторых вертикальных антенн или может означать, что системы, устанавливаемые на землю, могут оказаться нежизнеспособными.

Аспекты безопасности антенны

При установке любой системы радиоантенн, будь то для радиолюбителей или любых других целей, безопасность должна быть одним из основных соображений. Иногда антенны устанавливаются временно, а затем они падают при усилении ветра. Домашние антенны подвергаются особому риску, но даже серийно выпускаемые антенны могут пострадать, если они установлены неправильно, а иногда даже тогда, когда они установлены правильно. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы исключить вероятность падения антенны и травмирования кого-либо.

Ниже приведен ряд ключевых моментов:

• Одним из ключевых правил безопасности является хранение всех элементов антенны как можно дальше от линий электропередачи. Сюда входят мачты, столбы, антенные провода, антенны других типов, фидеры, лестницы и любые используемые инструменты. В идеале расстояние от антенны или столба до линии электропередачи должно быть как минимум в два раза больше высоты антенны или столба.
• Убедитесь, что все антенны хорошо сконструированы, чтобы они могли выдерживать суровые погодные условия и не могли упасть на людей.
• Убедитесь, что все антенны находятся в хорошем состоянии, а все неполадки устранены до их падения.
• При подъёме на вышку или по лестнице убедитесь, что соблюдены все необходимые меры предосторожности. Подниматься по лестницам, вышкам и т.д. должны только обученные люди.
• Для установки антенн и прокладки кабелей часто требуется проделать отверстия в стенах и потолках, чтобы можно было пропустить фидеры и т.д. При сверлении отверстий и т.д. следите за тем, чтобы не просверлить электрический провод или водопроводную / газовую трубу. Доступны датчики, которые показывают наличие проводов и металлических труб, скрытых в стенах. Они дешевы и вполне могут предотвратить катастрофу.

Прежде всего, при установке антенн необходимо учитывать важнейшие аспекты безопасности проектирования и установки радиоантенн. При плохих погодных условиях любой риск, скорее всего, вскоре приведёт к выходу из строя. Не стоит рисковать, так как падающие антенны могут нанести вред людям и имуществу, и в любом случае использовать антенну на земле нельзя.

Эксперименты с радиоантеннами могут быть увлекательной областью радиолюбительства. Многие радиолюбители считают это особенно полезным элементом своего хобби. Кроме того, опыт, накопленный при настройке и тестировании различных типов антенн, может оказаться очень полезным, значительно дополняя некоторые основные рекомендации, кратко изложенные здесь. Также может быть очень полезно, когда новая антенна работает особенно хорошо и намного лучше, чем предыдущие установки. Производительность радиолюбительской станции может быть значительно улучшена, и это часто видно по результатам установления большого количества удалённых контактов.

electronics-notes