Кое-что об антеннах 5/8 λ

Уже долгие годы во всем мире бытует мнение о повышенной эффективности вертикальных антенн с длиной излучателя 5/8λ. Ей приписывают низкий угол излучения, т.е. наклон главного лепестка диаграммы направленности близкий к горизонту. Ведь при этом энергия сосредоточена вдоль поверхности земли, что благоприятно складывается на дальности радиосвязи.

Этой легендой очень любят пользоваться продавцы оборудования СВ (27МГц) и профессиональной техники. Не брезговал и я, в начале своей профессиональной деятельности рекламировать антенны 5/8λ благодаря этому свойству. Действительно, множество практических экспериментов при проведении дальних радиосвязей отмечали повышенный уровень сигнала при использовании 5/8λ по сравнению с классической 1/4λ антенной GP.

Эти качества проявлялись, как правило, на дальних радиотрассах на 27 МГц, например, Москва - Сидней (Австралия) отраженным лучом или в ближней зоне , при распространении пространственной волны, например Москва - Петушки (около 100 км). При этом сигнал на 5/8λ принимался, хоть и слабо, а на 1/4λ не было даже намека на присутствие радиостанции. В данном случае речь идет о базовой антенне длиной около 6 метров и противовесами меньше 1/4λ.

С тех пор прошло более 10 лет, наша компания давно уже не занимается производством антенн на 27 МГц, освоив рынок оборудования профессиональной связи. Разрабатываемые нами антенны всегда проходят через измерение диаграммы направленности и усиления, и вот однажды, не имея эталонной антенны на 380 МГц ,я решил изготовить 5/8, как наиболее простую и с известными характеристиками.

Вот тут я и усомнился в этой известности. Когда измерил ДH в вертикальной плоскости, я не увидел ничего похожего на то, что печатают в книгах и журналах.

К моему удивлению синтез в программе MMANA подтвердил мои практические результаты. Главный лепесток был задран высоко вверх, примерно под углом 40° к горизонту.

При этом уровень сигнала вдоль горизонта был слабее максимального излучения на 3 dB, что сильно подорвало авторитет 5/8λ в моих глазах. Успокаивало только то, что у 1/4λ этот уровень оказался еще ниже и составлял -4 dB относительно своего максимума. В дальнейшем, при разработке простых антенн для телеметрии на 433 МГц была измерена классическая антенна 1/2λ коаксиальной конструкции Вот ее ДН

Отчетливо видно, что в сторону горизонта также наблюдается провал. Более детальное измерение амплитудно-фазового распределения вдоль структуры антенны показало недостаточную отсечку поверхностных токов на фидере.

Глядя на рисунок можно заметить, что уровень паразитного излучения с кабеля всего на 4 dB ниже главного излучения. Эти остаточные токи и вносят искажение в ДН, создавая провал в главном направлении. Ситуацию быстро исправил дополнительный стакан, создав отсечку паразитных токов более чем на 15 dB. Её диаграмма была уже значительно красивее.

Отсюда следует вывод, что одного уровня отсекающих противовесов или стаканов бывает недостаточно. Однако, есть и другой метод грамотно распределить энергию, а именно позволить ей излучаться большей полезной поверхностью в нужной фазе. Это доказывает практическая ДН простой коллинеарной антенны, состоящей из двух излучателей и одного уровня противовесов

Главный лепесток ДН такой антенны явно выражен и направляет энергию строго вдоль горизонта.