Антенна из произвольного провода — это радиоантенна , состоящая из длинного провода, подвешенного над землей, длина которого не имеет особого отношения к длине волны используемых радиоволн, но обычно выбирается больше для удобного размещения между имеющимися опорами или длину подручного провода, а не выбирать длину, которая будет резонансной на какой-либо конкретной частоте. Проволока может быть прямой или ее можно натягивать взад и вперед между деревьями или стенами, чтобы поднять достаточное количество проволоки в воздух. Из-за большого разнообразия (незапланированной) конструкции антенны эффективность может сильно различаться от одной установки к другой. Антенны с произвольной проволокой обычно подключаются на одном конце к подходящему противовесу (например, к заземлению ) .
Они широко используются в качестве приемных антенн на длинных , средних и коротких волнах диапазонах волн, а также в качестве передающих антенн на этих диапазонах для небольших наружных, временных или аварийных передающих станций, а также в ситуациях, когда невозможно установить более постоянные антенны. .
Часто проволочные антенны со случайным расположением также (неточно) называют антеннами с длинными проводами . Для реальных антенн с длинным проводом требуется длина, превышающая четверть длины волны ( 1 /4λ ) или половина ( 1 /2λ ) радиоволн (большинство считают, что «настоящий» длинный провод имеет длину как минимум одну длину волны [1] ), тогда как случайные проволочные антенны не имеют такого ограничения. [2]
Когда длина провода почти кратна четверти длины волны, его сопротивление в точке питания может принимать экстремальные значения (тысячи Ом ) из-за резонанса , что может привести к снижению эффективности популярных схем согласования импедансов . На эффективность излучения провода это не влияет; если антенна работает против резистивного противовеса (например, плохого заземления) и используется подходящая схема согласования, эффективность антенной системы может фактически значительно повыситься. Для КВ-диапазонов любительского радио оператор W0IPL разработал таблицу пригодных для использования нечетных кратных длин, а затем уменьшил их, чтобы выбрать идеальную длину для работы в любом диапазоне 74 фута (22,56 м). [3]
Диаграмму направленности тонкой проволочной антенны легко предсказать с помощью антенного моделирования . Для прямого провода диаграмма направленности может быть описана аксиально-симметричными мультипольными моментами без какой-либо компоненты вдоль направления провода; по мере увеличения длины провода более высокие мультипольные вклады становятся более заметными и развиваются множественные лепестки (максимумы) под углами к оси антенны. [4] При длине волны менее 0,6 λ проволочная антенна будет иметь один лепесток с максимумом, расположенным под прямым углом к оси. Выше этого лепесток разделится на два конических лепестка с максимумом, направленным под равными углами к проводу, и нулем между ними. Это приводит к четырем углам азимута, при которых усиление максимально. По мере увеличения длины провода в длинах волн количество лепестков увеличивается, а максимумы становятся все более резкими.
Любая непредсказуемость диаграммы направленности вызвана неконтролируемым взаимодействием с близлежащим веществом (например, почвой или конструкциями). Например, длинная проволочная антенна, расположенная близко к земле, образует негерметичную двухпроводную линию передачи и, следовательно, также действует как антенна бегущей волны с приемом на конце провода (система больше не является аксиально-симметричной). Складчатая или зигзагообразная антенна может иметь более сложную диаграмму направленности, поскольку существует еще меньше ограничений симметрии на дипольные моменты, которые могут внести свой вклад.
Сообщается, что антенны с длинным проводом более эффективны для приема, чем многоэлементные антенны, такие как Яги , или четырехэлементные антенны с такой же длиной провода.
Случайная проволочная антенна обычно состоит из длинного (не менее четверти длины волны) провода, один конец которого подключен к радиоприемнику, а другой - в свободном пространстве, расположенном любым способом, наиболее удобным для имеющегося пространства. В идеале это прямой провод, натянутый как можно выше между деревьями или зданиями, концы которого изолированы от опор тензоизоляторами . В идеале он изготавливается из стальной проволоки AWG 12 или 14 (диаметр от 1,6 до 2,0 мм (от 0,063 до 0,079 дюйма) }) . Складывание провода зигзагом для размещения в ограниченном пространстве, например, в квартире или на чердаке, снизит эффективность и чрезвычайно затруднит теоретический анализ, однако дополнительная длина обычно помогает больше, чем сгибание.
Если для передачи используется случайная проволочная антенна, обычно также требуется антенный тюнер , поскольку она имеет непредсказуемый импеданс , который меняется в зависимости от частоты. [1] Одна сторона выхода тюнера подключена непосредственно к антенне, без линии передачи , другая — к хорошему заземлению . Лучше всего подойдет провод длиной около нечетного числа четвертьволн ; Напротив, провод длиной около четного числа четвертей длины, хотя и подходящий для приема, при передаче превысит согласующую способность большинства небольших тюнеров, если сначала не будет пропущен через unun с большим коэффициентом преобразования. [5] [6] Даже без хорошего заземления антенна все равно будет излучать, хотя и плохо; он сделает это за счет емкостной связи с любым близлежащим проводящим материалом; это не рекомендуется. [7]
Земля для произвольной проволочной антенны может быть выбрана экспериментальным путем . Заземление антенного тюнера можно подключить к близлежащей трубе с холодной водой (если используемая труба доходит до почвы через цельностальной или цельномедный сегмент) или одному или нескольким проводам, проложенным на полу или земле, один из которых имеет сопротивление примерно один -четвертьволновой длины, либо заземление может быть подключено к одному или нескольким случайно проложенным противовесным проводам под антенной, по крайней мере один из которых имеет четвертьволновую длину. [1]
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )