Как заземлить антенну

Расчет, конструирование, опыт эксплуатации...
EW2A
Сообщения: 1023
Зарегистрирован: Вт фев 05, 2013 6:34 am

Как заземлить антенну

Сообщение EW2A » Пн авг 02, 2021 6:27 am

Антенное заземление или система заземления антенны может быть ключом к её работе, а также ключевой функцией безопасности. Знание того, как заземлить антенную систему, может быть ключевым фактором в работе некоторых антенн. Правильное заземление антенны, может значительно улучшить её работу, в то время как плохое заземление может привести к ухудшению работы антенны.

Правильное заземление антенны делает её безопасной в использовании, а также позволяет наилучшим образом использовать её характеристики.

Как заземлить антенну

Существует несколько аспектов заземления антенны. При рассмотрении вопроса о том, как заземлить антенну, необходимо посмотреть, что требуется, а затем действовать соответственно:

Как заземлить антенну для радиочастотной производительности: Некоторые типы антенн несимметричны и предназначены для работы с заземлением, чтобы они могли работать правильно. Сбалансированные антенны, такие как диполи, не нуждаются в радиочастотном заземлении для их правильной работы, пока синфазные токи удерживаются вне фидера. Однако многие вертикальные антенны и многие концевые питаемые провода используют своё радиочастотное заземление в качестве неотъемлемой части антенны. Для таких систем крайне важно, чтобы было сделано хорошее заземление.
Физическая заземленная система заземления: Физическая радиочастотная наземная система создаётся путем непосредственного контакта с землёй. Поскольку проводимость земли относительно низкая, проводник должен иметь хорошую площадь поверхности. Объём, в котором может происходить проводимость, огромен, и поэтому, как только хорошее соединение было сделано с землёй, фактическое сопротивление может быть низким, даже если удельное сопротивление материала земли велико.
Плоскость заземления: Многие вертикальные антенны используют то, что называется плоскостью заземления. Это имитация земли, сделанная из листа проводника, который обычно простирается на четверть длины волны от антенны. Часто проводник моделируется рядом радиалов, часто длиной в четверть длины волны.
Как заземлить антенну для безопасности: Антенна — это металлический объект, который иногда может быть в опасности стать живым. Это может быть результатом подключения к оборудованию, которое становится дефектным и подаёт на антенну постоянное напряжение. Это могло произойти в результате случайного обрыва линий электропередач. Все это происходило в прошлом и может представлять опасность.
Как заземлить антенну для молнии: Появление молнии — это факт жизни. Есть много драматических фотографий молний, поражающих высокие здания или даже просто ударяющих в землю. Удар молнии может иметь очень разрушительный эффект. С типичными уровнями тока, поднимающимися где-то между 3 000 и 140 000 ампер, неудивительно, что любое место, которое получает прямой удар, повреждается. Даже если прямой удар не ощущается, индуцирующее напряжение может быть очень высоким.

Какова бы ни была причина необходимости заземления антенны, есть много случаев, когда это необходимо. При заземлении антенны необходимо предпринять это, зная, как правильно заземлить антенну.

Радиочастотная земля: теория и практика

Для многих радиоантенн наземная система является неотъемлемой частью антенны: узнайте, как сделать лучшую наземную систему.

Монопольные антенны, такие как четвертьволновые вертикальные антенны, полагаются на хорошую земную систему для их работы. Кроме того, антенны, такие как концевые питаемые провода, также часто полагаются на хорошее заземление для их правильной работы.

В реальности хорошая антенна ВЧ-наземной системы должна представлять собой низкий импеданс для радиочастот в диапазоне интересующих частот.

Работа монопольной антенны с землёй

Радиочастотная наземная система является неотъемлемой частью работы монопольной антенны.

2021-07-28_19-55-59.png
2021-07-28_19-55-59.png (7.54 КБ) 287 просмотров


С точки зрения работы монополя, отражение в земле означает, что появляется изображение верхней половины антенны под землёй – другими словами, как вертикальный диполь. Для этого оказывается, что плоскость земли достаточно велика.

В результате диаграмма направленности монопольной антенны с идеально проводящей и бесконечной ВЧ-землёй идентична верхней половине дипольной диаграммы направленности с её максимумом излучения в горизонтальном направлении, перпендикулярном антенне.

Поскольку эта антенна может излучать только над плоскостью земли, монопольная антенна будет иметь коэффициент усиления 3 дБ по сравнению с эквивалентным диполем. Это предполагает, что нет никаких потерь на землю или заземление. На самом деле очень трудно получить систему радиочастотного заземления антенны без потерь и, соответственно, трудно полностью реализовать это усиление.

Поскольку полуволновой диполь имеет радиационную стойкость 73 Ом, четвертьволновой монополь будет иметь радиационную стойкость около 36,8 Ом, если он установлен над хорошей плоскостью заземления.

Однако, для того, чтобы это было правдой, антенна радиочастотной земли должна быть идеально проводящей. Это означает, что требуется чрезвычайно хорошая антенна радиочастотного заземления.

Влияние радиочастотной антенной земли на эффективность излучения

Сопротивление, если радиочастотная наземная система будет естественным образом вводить потери в общую антенную систему. Если сопротивление высокое, то это поглотит значительную часть мощности антенны, подаваемой на неё.

Определить эффективность антенной системы можно, посмотрев на сопротивление антенны ВЧ-земле и радиационную стойкость антенны.

Пренебрегая сопротивлением антенного провода, которое для большинства систем является низким и может быть проигнорировано, установлено, что эффективность излучения антенны:

2021-07-28_19-59-09.png
2021-07-28_19-59-09.png (1.56 КБ) 287 просмотров


где:
R — радиационное сопротивление антенны;
Re — сопротивление заземления.

Если бы антенна радиочастотного заземления имела сопротивление 100 Ом, а радиационная стойкость вертикальной антенны составляла 36 Ом (радиационная стойкость для вертикали λ/4), то потери составили бы 6 дБ.

Потери мощности, вызванные плохой антенной радиочастотной наземной системой, имеют особое значение, когда сигналы должны передаваться как плохая земля, что приводит к реальным потерям мощности, как показано выше. Для воспринимающих аспектов это может быть менее важным. Радиочастотные основания такого рода, как правило, используются на МФ и ВЧ. Здесь вопрос не в пределе чувствительности приемника, а в уровне атмосферных и других шумов, принимаемых через антенну. Поскольку плохая земля или земля приведут к ослаблению всех сигналов в равной степени, маловероятно, что усиление приемника не сможет компенсировать потери без какого-либо заметного эффекта.

Проблемы могут возникнуть в том случае, если используемый коаксиальный фидер сам улавливает нежелательные шумы, особенно те, которые генерируются локально. Это может перемещаться по внешней стороне коаксиального кабеля и попадать в приёмник, вызывая повышенный уровень помех требуемым сигналам.

Практическая антенная радиочастотная наземная система

Часто говорят, что чем больше металла зарыто в землю, тем лучше. В общем, это верно, но с немного большим планированием и пониманием можно легче установить очень эффективную антенную радиочастотную наземную систему. Также можно следовать некоторым советам и подсказкам и убедиться, что работа антенной радиочастотной наземной системы настолько хороша, насколько это возможно для любого заданного местоположения.

Есть много моментов, которые следует отметить при установке антенной радиочастотной наземной системы:

Локальная проводимость земли: Очевидно, что чем лучше проводимость земли в данном регионе, тем лучше будет связь с землей. Районы, расположенные на песчанике, очень бедны. Очень трудно получить достаточно хорошую антенну радиочастотной наземной системы, когда она находится на основании из песчаника. Однако участки, которые являются влажными и даже солёными, предоставляют гораздо лучшие возможности для наземной системы.
Большая проводящая поверхностная область: Традиционный метод установки заземляющего соединения постоянного тока состоит в том, чтобы иметь заземляющий стержень и вбивать его в землю. Стержни заземления могут быть где-то от метра или чуть больше до 2 метров. Более длинные стержни может быть трудно вбить в землю, если это делается вручную, но это, тем не менее, может быть достигнуто.Альтернативным или дополнительным подходом может быть закапывание выброшенного или избыточного металла в землю. Медный лист или листы других металлов могут иметь большую площадь поверхности, которая может хорошо контактировать с землёй.Сочетание обоих методов может быть подходящим для принятия.
Используйте закопанные радиалы: Эффективная система земли или земли RF может быть создана путём закапывания радиалов. Чем больше радиалов закопано, тем, как правило, лучше. Один из подходов, предложенных Лесом Моксоном, заключается в том, чтобы закопать между 50 и 100 проводами длиной до 3λ/2. Общее правило, которое часто используется, заключается в том, что чем больше радиалов, тем лучше, и лучше иметь больше коротких радиалов, чем несколько длинных.Там, где требуется оптимизировать излучение в определённом направлении, можно добавить дополнительные и более длинные радиалы в этом общем направлении.

В реальности будет использоваться комбинация всех методов изготовления антенны RF-земли. Используя все методы, можно реализовать лучшее общее решение.

По материалам http://r3rt.ru/

Вернуться в «Антенны»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость