Кв антенна на крыше дома

Обновлено: 30.04.2024

Почти каждому радиолюбителю при установке антенны приходилось выбирать высоту мачты. Конечно, совершенно очевидно, что, чем выше мачта — тем лучше. Но высокая мачта — это дополнительные материалы, оттяжки и трудности в установке.

Если антенна устанавливается на крыше достаточно высокого дома, то замена, например, мачты высотой 5 м на мачту высотой 10 м лишь незначительно изменит общую высоту.

Действительно, если высота дома например 30 м, то в первом случае высота антенны над землёй будет 35 м а во втором — 40 м. Разница в общей высоте небольшая, в то время как затраты материалов и сил во втором случае намного больше.

В то же время сделать совсем низкую мачту даже на высоком доме нельзя, так как отражение волн от крыши «загнёт лепесток» диаграммы вверх и эффективность антенны упадёт. Как рационально выбрать высоту мачты УКВ антенны при установке её на достаточно высоком доме? Задумавшись над этим вопросом, автор провел некоторое теоретическое исследование, изложению результатов которого посвящена данная заметка.

Сразу хотелось бы сделать следующие замечания:

Все что здесь изложенно относится к случаю, когда высоты и размеры дома значительно больше длины волны. Поэтому к КВ антеннам изложенное ниже отношения не имеет.
Рассматривался случай, когда ширина диаграммы направленности антенны такая, что крыша дома «попадает в лепесток». Даже при направленных УКВ антеннах, обычно применяемых радиолюбителями, и сравнительно небольших высотах мачты это обычно выполняется.
Автор не счёл нужным излагать достаточно сложную математику и ограничился лишь результатами. Профессиональных радиофизиков среди радиолюбителей немного, а остальным способ получения результата неинтересен.

Определим обозначения (см. рис. 1а). Пусть H — высота дома, h — высота мачты на которой установлена антенна. Общая высота антенны над землёй, естественно равна H + h. D — расстояние от места установки мачты до края крыши в направлении на корреспондента (крыша считается плоской), l — длина волны. Все размеры, в том числе длина волны, должны быть в одних единицах, например в метрах.

Влияние крыши дома на работу антенны будем характеризовать величиной F, которая называется дифракционным множителем и показывает на сколько напряжение на входе приёмника корреспондента меньше по сравнению со случаем, когда антенна установлена на мачте высотой H + h, стоящей прямо на земле (рис. 1а и рис. 1б). Например, если F=0,5, то за счёт влияния крыши напряжение на входе приёмника корреспондента упадёт в два раза и для получения сигнала, такого же, как в случае рис. 1б придётся увеличить мощность передатчика в четыре раза (мощность пропорциональна квадрату напряжения).

Совершенно ясно, что если при какой-то высоте мачты получится, что дифракционный множитель F близок к единице, то дальнейшее увеличение высоты мачты лишь незначительно увеличит качество связи лишь за счёт увеличения общей высоты антенны над землёй. Если же F существенно меньше единицы, то влияние крыши дома сильное и фактически эффективной высотой антенны является не общая высота над землёй а высота антенны над крышей. Таким образом, для рационального выбора высоты мачты необходимо знать, как меняется дифракционный множитель F при изменении высоты мачты h.

Качественно график зависимости F от h показан на рис. 2 сплошной линией. Эта зависимость описывается весьма сложными формулами, но к счастью, для практических целей её вполне можно приближенно заменить простой зависимостью, показанной на том же графике пунктирной линией. Тогда всё весьма просто: при высотах мачты меньше, чем некоторая критическая высота hкр (формулу для hкр см. ниже) дифракционный множитель, а следовательно и напряжённость поля в точке приёма, пропорционален высоте мачты h, а при высоте мачты больше чем hкр дифракционный множитель равен единице и, следовательно, влияние крыши отсутствует.

Таким образом, практическая рекомендация весьма проста — надо выбирать высоту мачты больше чем hкр (лучше с некоторым запасом).

Осталось записать формулу для расчёта hкр. Для дифракционного множителя при малых высотах мачты автором получена формула:

F = (2 * h) / SQRT(l * D)

Здесь звёздочкой обозначено умножение, а SQRT обозначает квадратный корень от выражения в скобках. При высоте равной критической дифракционный множитель по этой формуле должен быть равен единице. Отсюда легко получить формулу для определения hкр:

hкр = SQRT(l * D) / 2

Обратим внимание, что критическая высота зависит от растояния от места установки антенны до края крыши D в направлении на корреспондента. Поскольку радиолюбителя как правило интересует работа в самых различных направлениях, надо выбирать самый худший случай — самое большое значение D.

Ну и, наконец, приведём пример расчёта. Пусть длина дома составляет 100 метров, антенна расположена посередине, тогда самое большое значение D это 50 метров. Расчёт сделаем для длины волны l = 2 метра. Перемножая 50 на 2 получим 100 (это l * D) извлекаем квадратный корень из 100, получаем 10 (это SQRT(l * d) ), делим 10 на 2 и получаем критическую высоту мачты 5 метров. Таким образом в этом случае мачта должна быть по крайней мере 5 метров. Делать существенно большую высоту имеет смысл только с целью увеличения общей высоты антенны над землёй, но тогда мачта должна быть сравнима с высотой дома (иначе общая высота изменится незначитльно). Делать мачту меньшей высоты — это потерять в силе сигнала за счёт отражения волн от крыши.

В своё время году где то 75 у меня на крыше стояла морковка. Для интереса я на чердаке своей пятиэтажке (крыша шифер) я повесил двойной квадрат на 10 метровый диапазон. Верх привязал к стропилам а к низу повесил грузики (добро в то время не было столько проводов). Работала антенна прекрасно только не крутилась.

Да, молодец Джефф AC0C, надо же - сколько антенн умудрился втиснуть на чердак. да и самоделок у него разных много. Ну вот, а говорят - американцы туупыые. Брехня. Это вам не ковыряние пальцем в носу - кстати, неудачное сравнение, как в своё время задавал вопрос классик литературы - "а что вы испытываете, ковыряясь в носу - тоску или наслаждение?". Здесь совсем другое. Да и, в конце концов, отрицательный результат - тоже результат. А бывает, как мы видим, и положительный. Где-то тут на форумах была заметка про "крышевую антенну", тоже с неплохими результатами.

Друзья! Уже совсем скоро, буквально через неделю, мы поставим жирную точку в этом вопросе. Будет осуществлён монтаж указанной антенны и проверена её работоспособность на приём( а может и на передачу).

Неделя прошла , dx-ы ломятся ,от трансивера не оторвать, не до форумов

Делали антенну под шиферной крышей.Заведомо,предупредил радиолюбителя,о всей бредовости данной затеи.
Не было возможности поставить над крышей.
Повесили диполь вдоль чердака.
Удивило четкое согласование на 50Ом.КСВ 1.1.Почти идеал.Присмотрелся,вдоль чердака идут трубы отопления(или воды).
От того,может и сопротивление упало.
Включили трансивер. Грохот домашних помех. Лишь редкие биг ганы прослушиваются на 3-4 балла.
На передачу,примерно та же картина.Даже местные, не очень уверенно принимают.
Получился достаточно хороший эквивалент нагрузки.
Чисто теоретически,связь провести можно. можно сказать-антенна "работает".

Делал пару чердачных антенн - диполь на 10-ку ( на 5 ватт SSB работал с Европой ) и вертикал неизвестной длины , метров 7 , он стоял нижней частью на чердаке , примерно половина торчала из крыши через дырку в шифере ( на 80-ке на 5 ватт CW самые дальние JT и SP ) . На этот штырь сработано около 90 стран 5-ю ваттами и сотни полторы стран 10 ваттами . Да , вертикал этот был сделан из железной водопроводной трубы .

пробовал делать WINDOM из форточки на крышу. Когда включаешь в эл. сеть зарядное мобильного ТЛФ или нетбука, на прием идет сильный на 57 шум. Слабые станции не слышны .
Прием везде сейчас плохой из-за бытовой техники. Раньше мы давали помехи на ТВ, сейчас нам дают помехи на RX.

Поделитесь опытом законной установки антенны на крыше.

Доброго здоровья всем!
Есть большое желание поставить антенну на крышу моей 9-этажки.
1. обратился в управляющую компанию (УК).
Получил ответ, что требуется провести собрание жильцов и заручиться согласием 2/3 собственников дома и предоставить чертеж-схему установки антенны.
2. получил в УК список собственников.
Оказалось их - 412 .
Поэтому обращаюсь ко всем, кто прошел законно этот нелегкий путь установки антенны.
Но, самое главное, собрал нужное количество согласий собственников.
Дабы меньше набивать шишек в этом непростом деле, может подскажете ньюансы с которыми пришлось столкнуться и как Вы их решали. Возможно их заранее обойти или подготовиться?
Насколько вообще реально это сделать?
У кого есть реальный положительный опыт в этом? Поделитесь, пожалуйста.
Буду благодарен любой информации.

Если Вы оформили это в виде правильной формы протокола общего собрания собственников , то Вы просто Гигант! Делаете копию, сдаёте оригинал ( под регистрацию входящего) в УК и получаете ключ от выхода на кровлю у техника или диспетчера. Всё. Это главное.
Дальше - включаете здравый смысл и не делайте того, что могут Вам предъявить - течь крыши, повреждённые куском антенны машины во дворе, или чего хуже. Для этого не нужно ничего сверлить и использовать сопливые времянки. Не загромождайте сливы дождевые. Ничего не должно вибрировать от ветра.
На крыше панельной 9-ти этажки и так есть всё необходимое для установки антенн:-). Это хоть законно зашёл, хоть не очень. :-).
Удачи!

Если Вы оформили это в виде правильной формы протокола общего собрания собственников , то Вы просто Гигант!

Это правильный ответ УК "собрание жильцов и заручиться согласием 2/3 собственников дома и предоставить чертеж-схему установки антенны."
Ещё разрешение СЕРТ - тогда у вас всё правильно будет.
1 Чертеж схему не только мачты, но расположением на кровли.
2 Для собственников не надо 2/3 там достаточно и 30% от общего числа собственников.
2/3 - требуют для передачи ТРЕТЬЕМУ ЛИЦУ -не собственнику, в пользование
вашим имуществом - юристу "надо это в долбить в голову" они 2/3 требуют
потому что тяжелого получить разрешения от собственников.
Удачи в решения проблем по установке!

Это правильный ответ УК "собрание жильцов и заручиться согласием 2/3 собственников дома и предоставить чертеж-схему установки антенны."
Ещё разрешение СЕРТ - тогда у вас всё правильно будет.
1 Чертеж схему не только мачты, но расположением на кровли.
2 Для собственников не надо 2/3 там достаточно и 30% от общего числа собственников.
2/3 - требуют для передачи ТРЕТЬЕМУ ЛИЦУ -не собственнику, в пользование
вашим имуществом - юристу "надо это в долбить в голову" они 2/3 требуют
потому что тяжелого получить разрешения от собственников.
Удачи в решения проблем по установке!

Где Вы видели пункт для собственников? Пожалуйста ссылку на документ.
Вообще-то не ТРЕЬЕМУ лицу а написано ИНОМУ, а про собственников, что-то не попадалось!

Собственники голосуют площадями своих квартир, т.е. вам надо проверить сколько площади проголосовало "За" и показать юристу УК, чтобы получить от него ответ, что проголосовало достаточно собственников. Если нет юриста в УК (у нас например нет), надо идти в Департамент ЖКХ , обьединяющий все УК населенного пункта. Необходимо набрать 50+1% от общей жилой площади дома.
Далее найти старшего по дому, и переговорить о Протоколе общего собрания собственников дома, где четко должно быть написано, собственнику ФИО разрешается установка радиолюбительских антенн на крыше дом№. Если вы не собственник, а член семьи собственника, то надо иметь ввиду, что в протоколе ФИО должно быть только собственника. Можно организовать дистанционное голосование по протоколу общего собрания собственников, опять придется обходить собственников. Этот протокол и есть Разрешение на установку антенн, другие документы в случае чего, судом приниматься не будут. Этот Протокол необходимо согласовать с УК, которые обязаны будут выдать ключи от крыши. УК может потребовать Проект на установку антенн, т.к. они отвечают за состояние в том числе и крыши и всего, что там находится. В этом случае надо договариваться на чертеж, схему, эскиз и т.п.
По крыше, под мачтой обязательно резиновый коврик достаточной толщины для сохранности кровли, противовесы и оттяжки не цеплять за вентиляционные короба и другие элементы крыши, только как говорится за свое (у меня 8 анкерных болтов в парапете).
Если вы все оформили правильно, отстаивать свое право. УК это всего лишь обслуживающая кампания, работающая по договору, а никакая не управляющая. Сегодня они есть, завтра их нет. Порой ведут себя как будто они хозяева дома, а собственники это квартиранты, приходится ставить на место.
В помощь Жилищный кодекс, Гражданский кодекс.

Кто-нибудь хоть раз сталкивался с тем, что операторы кабельного телевидения или интернет-провайдеры собирали подписи у владельцев квартир? Это к тому, что для того, чтобы занять всю (. ) крышу дома кучей кабелей (а у меня их дофига и больше) согласие владельцев квартир не нужно: вполне достаточно (бескорыстного?) согласия управляющей компании.

"Где Вы видели пункт" ! В помощь Жилищный кодекс, Гражданский кодекс.
Учите мат часть законов.
Иное лицо это разве не - Третье или вам нужна очередь на перечисление.
Я сталкивался и решил без проблем, правда доказывал 6 месяцев
юристу, что не 2/3 надо и 50+1 голос, примерно площадь занимаемой
Вашей антенны!Этот протокол прилагаете с СЕРТом,проект, я в инете нашел
к своей кровле приспособил.Получил согласие и мне дали ключи!
Про прокладку кабелей , я пришел к начальству компаний с вопросом,
где разрешения собственников для прокладки ваших кабелей и проводов.
Два ответа в УК и вам же инет и ТВ нужно. В УК таких Протокол (собрания собственников) документов не оказалось, не предоставили.
Доброе согласие УК для не законной установки роутеров и прокладку кабелей!

Немного созвучная ситуация.
В наследство достался домик в деревне с земельным участком. Нужно было провести межевание и согласовать границы с соседями, так вот один сосед, с которым были вполне нормальные отношения давай выеживаться, наша банька мол стоит на границе участка, мол по правилам это не положено, с большим трудом удалось его уговорить согласовать границы, и это несмотря на то, что его строения тоже стоят на границе участка.
Этот пример показывает крайний субъективизм и вредность людей (принцип не себе не людям) и при решении согласования установки антенн.

Смотрю на возраст обсуждающих тему - печально всё это.
Сам уже начал задумываться об обратном процессе: не пора ли освобождать крышу, чтобы не оставлять проблему на потом, "в наследство" после себя?
Пока компанию дееспособных ещё можно собрать - стареет компания-то, синхронно со временем.

Не печалься, будет нам здоровья и не надо печалится.
Всё будет хорошо и опыт трудных пройдет на пользу
молодым!

Провожу в жизнь установку УКВ антенн Ground Plane (GP) , подсказал коллега радиолюбитель, когда пригласил его на крышу для рекогносцировки . У тебя парабола на крыше есть ? Есть , " ну тогда к её креплению и ставь ". Очень простое решение и не надо ничего дырявить и никто претензию предьявить не может.

самое главное не сказал, какую антенну
если ГП на 2м бэнд, это одно, а если унжу с ягой на КВ это другое.

Откуда Вы взяли цифру 30%? Дайте конкретную ссылку на Закон или иное? По моему, эта цифра с "с потолка ".

Во первых хочу Вас поздравить что Вам удалось решить вопрос с крышей!
К сожалению мне уже установленную антенну пришлось демонтировать по решению суда 2 года судился.
Поэтому и у меня возник вопрос КАК ВЫ доказали юристу что нужно 50 процентов.

Статья 36. Право собственности на общее имущество собственников помещений в многоквартирном доме

3) крыши, ограждающие несущие и ненесущие конструкции данного дома, механическое, электрическое, санитарно-техническое и другое оборудование (в том числе конструкции и (или) иное оборудование,

2. Собственники помещений в многоквартирном доме владеют, пользуются и в установленных настоящим Кодексом и гражданским законодательством пределах распоряжаются общим имуществом в многоквартирном доме.

4. По решению собственников помещений в многоквартирном доме, принятому на общем собрании таких собственников, объекты общего имущества в многоквартирном доме могут быть переданы в пользование иным лицам в случае, если это не нарушает права и законные интересы граждан и юридических лиц.

Общее собрание имеет право:
3) принятие решений о пользовании общим имуществом собственников помещений в многоквартирном доме иными лицами,

Статья 46. Решения общего собрания собственников помещений в многоквартирном доме

1) при наличии в многоквартирном доме более одного подъезда большинством голосов от общего числа голосов принимающих участие в этом собрании собственников помещений в многоквартирном доме при условии голосования за принятие такого решения собственниками помещений в многоквартирном доме, в подъезде которого расположено переводимое помещение, обладающими большинством голосов от общего числа голосов таких собственников, принимающих участие в этом собрании;

2) при наличии в многоквартирном доме одного подъезда большинством голосов от общего числа голосов принимающих участие в этом собрании собственников помещений в многоквартирном доме.

В Си-Би диапазоне наибольшее распространение получили антенны с вертикальной поляризацией. Это связано с тем, что Си-Би радиостанции широко используются для связи с подвижными объектами, а на автомобиле весьма сложно разместить эффективную антенну горизонтальной поляризации. По той же причине в качестве базовых выбираются антенны с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, одинаково хорошо работающие в любом направлении.

GP с длиной l/4

Наиболее широкое применение в этой группе получили антенны типа "Ground Plane" или сокращенно - "GP", показанные на рис. 10.2.

Антенна имеет штыревую конструкцию, удобную для размещения как на крыше здания, так и на автомобиле. Она проста и, в то же время, достаточно эффективна. Длина штырей (l/4) для работы в диапазоне 27 МГц зависит от диаметра трубок и указана в табл.1

Таблица 1. Длина элементов антенны GP

Эта антенна наиболее широкополосна из всех вариантов GP. Если после установки минимум КСВ антенны оказывается несколько выше или ниже частоты 20 канала сетки С, длину штыря необходимо соответственно увеличить или уменьшить. После настройки антенны в резонанс минимума КСВ на средней частоте добиваются изменением угла установки противовесов.

Недостатком данной конструкции является отсутствие соединения штыря с мачтой, что требует дополнительных мер по грозозащите и защите от статического электричества. Наиболее простым способом защиты является использование короткозамкнутого шлейфа из кабеля длиной l/4, подключенного к фидеру с помощью тройника. Шлейф обеспечивает соединение центральной жилы фидера с заземленной оплеткой по постоянному току и не влияет на согласование антенны. Схема подключения шлейфа приведена на рис.3

Длина шлейфа рассчитывается с учетом коэффициента укорочения используемого кабеля и составляет около 2 м.

GP с длиной l/2

На рис. 10.4 приведена конструкция полуволновой антенны GP длиной l/2. По сравнению с вышеописанной антенной она имеет вдвое большую длину штыря, что предъявляет повышенные требования к обеспечению ветровой прочности конструкции. Антенна не нуждается в противовесах, роль которых выполняет мачта, а ее диаграмма направленности в вертикальной плоскости сильнее прижата к горизонту, что улучшает условия радиообмена с удаленными корреспондентами. Поскольку антенна имеет высокое входное сопротивление, кабель подключается к ней через согласующий высокочастотный трансформатор. Основание штыря соединяется с заземленной мачтой через согласующий трансформатор, что автоматически решает проблемы грозозащиты и статики. Усиление антенны по сравнению с полуволновым диполем составляет около 4 дБ.

Типовые данные согласующего трансформатора:

Диаметр каркаса - 30мм
Диаметр провода - (ПЭВ-2) 1мм
Число витков - 6
Отвод от 1.5 - витка
считая от (холодного) заземленного
вывода катушки
Кабель подключается центральной
жилой к отводу.
Полотно антенны подключается к "горячему"
выводу катушки.

GP с длиной 5/8l

Наиболее эффективной для дальних связей является GP длиной 5/8l. Ее конструкция показана на рис. 10.5. Она несколько длиннее полуволновой антенны, а кабель фидера подключается к согласующей индуктивности, расположенной в основании вибратора. Этот тип антенны требует использования не менее трех противовесов длиной (0,1-0,2)l, расположенных в горизонтальной плоскости. Антенны этого типа узкополоснее полуволновых, в связи с чем они требуют более тщательной настройки. Настройку на средней частоте обеспечивают как изменением длины штыря, так и регулировкой величины согласующей индуктивности. Нужное входное сопротивление достигается выбором точки подключения кабеля к согласующей катушке. Усиление этой антенны составляет 5-6 дБ, максимум диаграммы направленности расположен под углом 15 градусов к горизонту. Штырь этой конструкции также заземлен на мачту через согласующую катушку. Примерные данные согласующей катушки для волнового сопротивления кабеля 50 Ом:

диаметр каркаса - 18 мм,
диаметр провода - 1,5 мм,
число витков - 22,
шаг намотки -2,5 мм,
отвод - от 9-го витка,
считая от заземленного конца катушки.

Установка антенны на крыше может сильно влиять на ее характеристики. Общими рекомендациями являются следующие:

основание антенны желательно располагать не ниже 3 м от плоскости крыши;
вблизи от антенны не должно быть металлических предметов и конструкций (например телевизионных антенн, проводов и т. п.);
устанавливать антенну желательно как можно выше;
для нормальной работы станции ближайшая базовая Си-Би антенна не должна быть расположена ближе 200 м.

Эффективность работы антенны на передачу тем выше, чем меньше омические потери в ее элементах. Поэтому наилучшим материалом для элементов антенн являются медные трубки, однако приемлемым компромиссом можно считать применение алюминиевых (дюралевых) трубок (из-за высокого удельного веса и низкой прочности меди).

При необходимости расширения полосы частот диаметр трубок увеличивают, или используют трубки с ребристой наружной поверхностью. Поскольку ток, протекающий по штырю антенны, уменьшается к ее верхнему концу, диаметр верхней части штыря можно уменьшить без ухудшения ее параметров. Одним из наиболее простых средств расширения полосы частот длинных штыревых антенн является применение втулки с четырьмя усами длиной около 100 мм и диаметром 4-5 мм, закрепляемой в верхней части штыря (рис. 10.6). При этом резонансная частота антенны понижается и длину штыря придется несколько уменьшить. При работе антенны на передачу по ней протекают довольно большие токи, поэтому необходимо обеспечить очень хорошее соединение всех элементов между собой и позаботиться об их защите от коррозии.

В настоящее время в продаже имеются Си-Би антенны заводского изготовления (рис.10.7) как отечественные, так и импортные, легкие, изящно выполненные. Как свидетельствует опыт их эксплуатации, в соединениях элементов, которые осуществляются самонарезающими шурупами, под действием ветра достаточно быстро теряется электрический контакт. Более надежной является конструкция штырей со стяжными хомутами. Практически все варианты промышленных антенн требуют дополнительной герметизации, предотвращающей попадание воды внутрь трубок, на согласующие трансформаторы, катушки и заделку кабеля, что приводит к необратимым последствиям.

Рис. 10.8 Антенна GP без мачты

Если на крыше Вашего дома есть достаточно высокая лифтовая будка, телевизионная антенна или пристройка высотой больше 5 метров, то антенну GP можно установить, используя капроновый трос-растяжку (рис. 10.8) без мачты. Кроме капронового шнура и кабеля РК-50 потребуется еще 4 изолятора любого типа. Конец кабеля длиной 2,7 м освобождается от внешней изоляции и оплетки, оплетка расплетается и скручивается в 4 примерно одинаковые "косички". К ним присоединяются противовесы. Противовесы можно сделать из любого медного (в крайнем случае даже алюминиевого) провода, который прикручивается (или припаивается) к "косичкам". Длина противовесов должна быть 2,7 м. На концах противовесов закрепляются изоляторы, которые прикрепляются к проволочным или капроновым оттяжкам. Конец освобожденного от оплетки участка кабеля за полиэтиленовый изолятор прикрепляется к капроновому шнуру так, чтобы он не оторвался порывами ветра. Противовесы разводятся в стороны равномерно по кругу, оттяжки закрепляются на крыше (например, привязываются к кирпичам). Постарайтесь длину оттяжек подобрать так, чтобы между проводом противовеса и вертикалью был угол около 45°. Места соединений и место выхода кабеля из оплетки тщательно герметизируют пластилином, чтобы под оплетку не попала вода.

Эта антенна по своим характеристикам полностью соответствует классической антенне GP длиной l/4. Такую антенну очень удобно устанавливать в полевых условиях между двумя деревьями, нужно только заранее заготовить кабель и противовесы с оттяжками, а в качестве изоляторов на концах противовесов сгодятся даже короткие сухие палочки (см. рис. 10.9), т. к. на частоте 27 МГц это неплохой изолятор.

СИ-БИ радиосвязь для всех

none Опубликована: 2005 г. 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

Автору не приходилось встречать информацию о том, какое влияние оказывает крыша здания на работу антенны. Однако такая информация необходима при выборе места установки антенны на крыше. Заинтересовавшись этой проблемой, автор решил смоделировать на EZNEC-3, различные ситуации для антенны, в данном случае, горизонтального диполя. Получены следующие результаты:

1-й эксперимент:

На Рис.1, показана диаграмма направленности в вертикальной плоскости, для горизонтального диполя и для различных размеров крыши. Мы видим на диаграмме, что для размера крыши, радиусом 0.01 лямбды, наша диаграмма, ничем не отличается, от диаграммы диполя, поднятого на высоту 0.5 лямбды. В данном случае, это так потому, что размер крыши слишком мал, поэтому за высоту антенны, можно принять сумму высоты здания 0.25 плюс высота мачты 0.25.

Поэтому и суммарная диаграмма получается такой. Заметим, что усиление антенны равно 6.7dbi. (внизу, справа ,,Gain,,)

Далее, для радиуса крыши 0.1 лямбда, мы можем заметить на диаграмме, небольшой горб, направленный в зенит. Величина излучения в зенит не очень значительна, поэтому ей можно пренебречь.

Далее, перейдя к радиусу крыши 0.2 лямбды, можно заметить уже значительное увеличение зенитного горба, уровень которого будет меньше на 5.8 db от уровня главного лепестка.

Следующий радиус крыши — 0.3 лямбды, и уровень зенитного излучения уже очень велик, и всего на 3 db уступает уровню главного лепестка.

Радиусы крыши 0.4 и 0.5 лямбды, почти не отличаются, и при этих радиусах крыши, антенна имеет диаграмму, такую же, как и при высоте установки 0.25 над землёй. Высота здания, в этом случае, уже не имеет значения, т.к. землёй становится крыша.

2-й эксперимент:

исходные данные такие же, кроме высоты здания (0.5 лямбды) и высоты мачты на крыше (0.5 лямбды)

На Рис.2, показана диаграмма горизонтального диполя, который установлен на мачте, высотой 0.5 лямбда, которая установлена на здании, высотой тоже 0.5 лямбда. Общая высота над землей — 1 лямбда. Радиус крыши выбран 0.3 лямбды, и мы видим, что диаграмма антенны, практически такая же, как и у диполя, на высоте 1 лямбда, т.е. крыша, в данном случае, не оказывает никакого влияния.

Усиление антенны 7.96dbi. Это влияние высоты. Антенна имеет двухлепестковую диаграмму, с глубокими провалами в усилении ( по углу 30 градусов и 150 град.)

Это не очень хорошо, т.к. в случае прихода сигнала, именно с этого угла, он будет подавлен примерно на минус 22 db, или почти на 4 балла!

На Рис.3, радиус крыши — 1 лямбда. Ситуация несколько улучшилась, т.к. провалы в усилении, только до минус 10 dbi, или 1.5 балла, что тоже не мало.

На Рис.4, радиус крыши уже 3 лямбды, и ситуация в корне изменилась. Диаграмма стала, почти, однолепестковой, без глубоких провалов в усилении. Усиление антенны остаётся на прежнем уровне.

На Рис. 5, радиус крыши 5 лямбд, и диаграмма уже почти не отличается, от диаграммы диполя, для высоты 0.5 лямбда, т.е то-же , что и на Рис.1, только усиление больше, за счёт высоты здания.

Из всего вышесказанного, мы можем сделать выводы:

1. При высоте установки горизонтальных антенн над крышей — 0.25 лямбды, размер крыши, оказывает очень сильное влияние на диаграмму антенны. Поскольку, в этом случае, нет резкой границы, между хорошей и плохой диаграммой, можно принять, что максимально допустимый радиус крыши, будет в районе 0.15 — 0.2 лямбды.

2. При высоте установки антенны над крышей 0.5 лямбды, и высоте здания — 0.5 лямбды, малый радиус крыши, существенно ухудшает диаграмму антенны. В этом случае, антенна будет хорошо работать, если радиус крыши будет более 3 лямбд.

Если вы имеете крышу большого размера (в сравнении с лямбдой), то лучше устанавливать на ней мачты, высотой 0.5 лямбда.

Если высота установки антенны, не превышает 0.25 над крышей, тогда крыша не должна быть радиусом более 0.25- 0.3 лямбда. В этом случае, суммарная диаграмма антенны, будет такой же, как при высоте 0.25 плюс высота здания, которая, лучше всего, чтобы не превышала тоже 0.25. В противном случае, диаграмма будет дробится по закону: количество лепестков диаграммы, равно удвоенному целому количеству полулямбд в заданной высоте. Например: высота 0.5 — 1 лепесток, высота 1 лямбда -2 лепестка, высота 1.5 лямбды — 3 лепестка, и т.д.

Далеко не все имеют возможность установить мачту 0.5 лямбды. В этом случае, можно рекомендовать устанавливать антенны с вертикальной поляризацией, для которых высота, не играет столь важное значение, как для горизонтальных антенн.

Например, можно установить двойной квадрат (можно больше), на мачте 0.15-0.25, но с вертикальной поляризацией. Можно применить антенну Яги, сориентированную вертикально, но в этом случае, может понадобиться большая высота, чем для квадрата, т.к. концевой эффект для одного из плеч, может серьёзно расстроить антенну.

Думаю, эта информация, поможет многим. Успехов всем. 73!

Мастер Спорта СССР,
Александр Барский,
ex UA9XSD, UZ3XWB.
VA3TTT, Toronto, Canada

Читайте также: