высокочастотное заземление что это
Высокочастотное заземление что это
В работе LW важную роль играет ВЧ заземление. А что такое «ВЧ заземление»? Увы, в любительской литературе имеется изрядная путаница в терминах и, соответственно, понимании. В этом параграфе нам придётся разбираться с заземлениями. Без этого работу LW не понять.
Итак, заземление это такое место, которое может принять втекающий туда ток, и при этом обладает близким к нулю сопротивлением. То есть ток в заземление втекает, а напряжения нет или почти нет. И соответственно нет или почти нет потерь в заземлении.
В этом определении упоминается ток. А токи бывают разные: НЧ и ВЧ. И заземления для них должны быть разными.
В подавляющем большинстве случаев в не антенной технике, когда речь идёт о заземлении имеется в виду электротехническое заземление (ЭТЗ). ЭТЗ должно принимать низкочастотные токи – постоянный, 50 Гц от электросети, импульсы грозовых разрядов и т. д. В любом случае ЭТЗ принимает токи частот не выше единиц килогерц.
В антенной же технике заземление должно принимать ВЧ токи, на рабочей частоте антенны, и при этом само не излучать (иначе это уже не заземление, а часть антенны). То есть высокочастотное заземление (ВЧЗ) обязано принимать с близким к нулю потенциалом токи с частотами единиц…десятков МГц.
Рассмотрим разные виды заземления с точки зрения ВЧЗ.
Идеальным заземлением для токов любой частоты (одновременно и ЭТЗ и ВЧЗ) является поверхность идеальной же земли. Туда может без потерь втечь ток любой частоты (но, важный нюанс – точка питания антенны должна располагаться именно на уровне земли). Но на практике найти идеальную землю пока никому не удалось. Даже поверхность моря (имеющая очень высокую проводимость и приближающаяся по свойствам к идеальной земле) доступна редко.
Приходится как-то обходиться реальной землёй. Для обеспечения контакта с ней провод заземления (или систему проводов) закапывают. Причём чем хуже проводимость земли, тем большее количество и более длинных проводов приходится использовать. Это понятно – в хорошо проводящей земле ток растечется сам, а в плохо проводящей ему надо помогать, обеспечивая максимальную площадь контакта с землей.
В данном случае ЭТЗ и ВЧЗ (точка питания антенны по-прежнему у поверхности земли) далеко не всегда одно и то же. Для ЭТЗ провода закапывают поглубже, поближе, к хорошо проводящим водоносным слоям (для лучшего контакта). А для ВЧ это уже не будет заземлением – ВЧ токи не проникают глубоко в почву (см. п. 3.3.3). Для ВЧЗ систему заземляющих проводов либо неглубоко (в 2-3 раза мельче глубины проникновения тока ВЧ данной частоты в данную землю) закапывают, либо располагают прямо на поверхности земли.
ЭТЗ может исполнять роль ВЧЗ, только при неглубоком закапывании заземляющих проводов. Если же провода ЭТЗ закопаны глубже толщины проникновения ВЧ тока в землю – то это не будет ВЧЗ (ток просто не дойдёт вглубь земли).
ВЧЗ, провода (без изоляции!) которого закопаны в землю, заодно является неплохим ЭТЗ.
ВЧЗ можно выполнить как систему (поверхность) проводов, расположенных низко над землёй, например система приподнятых радиалов, или нерезонансная сетка-поверхность. ВЧ ток утекает в землю через большую ёмкость между этой поверхностью и землёй. Например, несколько 8 радиалов длиной 5 м, замкнутые на концах и в середине кольцами (файл … GND via C.maa) и расположенные на высоте 0,5 м имеют ёмкость на землю около 600 пф. Для частот выше 3,5 Мгц это почти разделительный конденсатор. То есть нижняя точка питания соединена с реальной зёмлей через плоский воздушный конденсатор сетка – земля. В упомянутом файле заземленный таким образом резонансный l /4 GP на 3,5 МГц имеет Za= 36 – j68 Ом. Активные 36 Ом это сопротивление l /4 GP. А составляющая –j68 Ом это и есть реактивное сопротивление заземляющей ёмкости сетка-земля. Дополнительная реактивность должна учитываться во входном импедансе. Естественно на более высоких частотах она ниже.
Очень полезным свойством такого ВЧЗ является его апериодичность. Сетка-поверхность, будучи по сути верхней обкладкой большого конденсатора, принимает в себя ВЧ ток (и передает его, через ёмкость дальше в землю) в очень широкой полосе частот. Нет никакой необходимости выбирать делать сетку резонансных размеров (как обычные противовесы у GP). Надо лишь обеспечить её требуемую ёмкость на землю. Так сетка-поверхность с радиусом 5 м на высоте 0,5 м в файле … GND via C.maa является ВЧЗ в полосе 3,5…30 МГц.
Конечно, такое ВЧЗ совершенно не годится в качестве ЭТЗ – для токов электротехнических токов НЧ сотни пФ ёмкости сетки-поверхности на землю, это практически разрыв.
Очень хорошим ВЧЗ является высоко поднятая система из двух l /4 радиалов в линию или несколько, равномерно распределенных по углу радиалов (см. п. 3.4.1). Токи в радиалах текут в разные стороны, поэтому излучение очень мало, и столь же мал входной импеданс, что и требуется от хорошего заземления. Но, увы, так происходит только на частоте, где длина радиалов равна l /4. На других же частотах входной импеданс пары радиалов резко растёт, и это уже не ВЧЗ. То есть поднятая система из двух l /4 радиалов в линию это резонансное ВЧЗ.
Очевидно, что, не имея никаких контактов с землёй, такое ВЧЗ не является ЭТЗ. НЧ току тут втекать решительно некуда.
Вывод – всякого рода заземления в виде длинного провода (или заземленной мачты) от антенны (установленной высоко) до земли (вернее – до места хорошего ВЧЗ) – не являются высокочастотным заземлением. Просто потому, что провод от антенны до хорошего ВЧЗ является длинной линией с заметной (в l) длиной, трансформирующей низкий импеданс хорошего ВЧЗ внизу во что угодно, но только не в ноль вверху, у антенны (подробнее см. п. 4.1.7.3).
Как ЭТЗ это подходит – на килогерцах длина в l провода от антенны до земли ничтожна, и поэтому трансформации импеданса практически нет. А вот на ВЧ, увы…
Если же высота заземленной мачты не кратна l /2, то её верхушка имеет высокий входной импеданс и служить ВЧЗ не может. Излучающей частью антенны – пожалуйста (см. п. 4.1.7.3), а ВЧЗ – нет.
Всё то же самое, что и в предыдущем пункте 5, но провод от точки питания антенны до земли (хорошего ВЧЗ) расположен внутри дома. Например, это шина заземления дома, шина земли в коробках распределительных шкафов 220 V, трубы водопровода или отопления. ЭТЗ будет хорошим, а будет ли это и ВЧЗ зависит от размеров дома и его ВЧ свойств.
Надо различать три случая:
Материал дома – хороший диэлектрик. Обладает очень низкой проводимостью и почти не имеет активных потерь на ВЧ (сухое дерево, обожженный кирпич, керамическая плитка). В этом случае справедливо всё, сказанное в пункте 5. В самом деле – невелика разница, какой из сортов хорошего диэлектрика – воздух, керамика или дерево окружает идущий к земле провод.
Хорошо проводящий дом (например, металлический ангар). Из-за высокой проводимости тепловых потерь почти нет. В принципе тоже вариант пункта 5, только в качестве заземленной мачты выступает сам дом. Большая толщина дома (как заземляющего проводника) приводит к низкой реактивности, и к тому, что ВЧЗ может оказаться и неплохим.
Дом большой из плохого диэлектрика, с невысокой проводимостью и большими активными потерями на ВЧ (самый распространенный случай). Почти всё возможное излучение проводов идущих по дому до земли будет израсходовано на нагрев (тепловые потери) дома. Поэтому в любом случае добротность проводов внутри дома будет очень низкой и их входная реактивность соответственно – тоже. ВЧЗ будет не очень плохим (большой реактивности неоткуда взяться).
В самом деле : не имеет большого значения, как расположить очень большую кучу глины и песка с несколькими проводами внутри: горизонтально (и назвать это землёй с радиалами) или вертикально (и назвать это домом).
Отличия дома с проводами внутри, от заземления, описанного в пункте 2:
Если по соображениям грозо- и электробезопасности надо заземлить по НЧ антенну, нуждающуюся в ВЧЗ, то требуются два заземления – и ВЧЗ и ЭТЗ. Иногда одно заземление может совмещать функции и ЭТЗ и ВЧЗ (некоторые из вариантов пунктов 2 и 6 этого параграфа), но такое бывает весьма редко.
Стоит отметить, что ЭТЗ всегда нуждается в контакте с землёй (почвой, грунтом). Высокочастотное же заземление вполне можно выполнить как без прямого контакта с грунтом (например, через ёмкость, как в пункте 3 этого параграфа), так и вообще без всякого грунта – пара l /4 противовесов в линию (из пункта 4) отлично выполняет функцию ВЧЗ даже в свободном пространстве
Высокочастотное заземление что это
И.ПОДГОРНЫЙ (EW1MM).
Важную роль на радиостанции играет заземление. В радиопередающих устройствах необходимо использовать также высокочастотное заземление
(рис.1). 
Общую точку — шасси ATU (согласующее устройство) — соединяют согласно схеме с корпусом РА, трансивера, контрольного приемника и т.д.. Провод применяют диаметром 2. 3 мм, медный, одножильный или многожильный. Обязательно применение провода в изоляции. Кабель — коаксиальный, 50. 75 Ом, диаметром 8./.12 мм, длина — произвольная. Конденсаторы С1 и С2 — по 1000 пф (Uраб=3. 6 кВ). Требование к этим конденсаторам — способность работать в цепях с реактивной составляющей. Если в составе р/станции нет ATU, общей точкой заземления является трансивер, но не РА. В качестве «земли» ни в коем случае не следует использовать батарею центрального отопления. В худшем случае можно использовать кран (трубу) холодной воды, в лучшем — заземленный контур здания.
Иногда в системе ВЧ-заземления-фигурирует устройство «Искусственная Земля», которое является весьма эффективным. С его помощью устраняют реактивную составляющую на участке между общей точкой заземления радиостанции и реальной
землей. Выполнив межблочное соединение, как показано на рис.1 (за исключением Cl, C2 и коаксиального кабеля), изготавливают устройство, показанное на рнс.2, корпус которого устанавливается на изолированные прокладки. 
L1 — 22 витка на кольце с проницаемостью 50. 400, диаметр провода — 0,15. 0,22 мм. Витки располагают равномерно по окружности кольца. Через кольцо продевается провод, соединяющий X1 и L2.
L2 — переменная индуктивность от «РСБ-5», «Микрон» н т.д.
СЗ — от лампового вещательного приемника.
R3 — выводится на переднюю панель.
R1 — подстроенный резистор, определяющий чувствительность схемы контроля.
X1 — соединен с шасси устройства (подключение общей точки).
Х2 — проходной изолятор или ВЧ разъем.
Настройка производится по максимуму показаний прибора М-1.
При использовании устройства «Искусственная Земля» (рнс.2) общую точку — шасси ATU — соединяют с заземлением, тем самым выполняют соединение по постоянной составляющей (это отлично от точки подключения Х2), в при использовании схемы рис.1 такое соединение делать не следует, т.к. центральная жила
кабеля выполняет эту задачу.
Использование любой нз схем ВЧ заземления способствует повышению эффективности радиостанции в плане устранения таких видов помех, как TVI, помех телефонным аппаратам и звукозаписывающей аппаратуре.. Вместо заземления, подключенного к разъему Х2, можно использовать противовес длиной 1/4 λ, на данный частотный диапазон.
Радиолюбитель. KB и УКВ, сентябрь 95
Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Высокочастотное заземление что это
ВЧ-заземление
Важную роль на радиостанции играет заземление. В радиопередающих устройствах желательно использовать также и высокочастотное заземление (рис.1).
«Общую точку» — шасси ATU (Согласующее Устройство) соединяют согласно схеме с корпусом РА, трансивера, контрольного приемника, электронного ключа и т.д. Провод применяют диаметром 2. 3 мм, медный, одножильный или многожильный. Обязательно применение провода в изоляции.
Если в составе р/станции нет ATU, то «Общей точкой» соединения блоков будет PA, т.е. УСИЛИТЕЛЬ, но не ТРАНСИВЕР. В качестве заземления не следует использовать батарею центрального отопления. В худшем случае можно использовать кран (трубу) холодной воды, в лучшем — заземленный контур здания.
Иногда в системе ВЧ-заземления фигурирует устройство «Искусственная Земля» (Artificial Ground), которое является весьма эффективным ВЧ заземлением. С его помощью устраняют реактивную составляющую на участке между «Общей точкой» и реальной землей, искуственно приближая «Землю» непосредственно к радиостанции.
Выполнив межблочное соединение, как показано на рис.1 (за исключением С1, С2 и коаксиального кабеля), изготавливают устройство, показанное на рис.2, корпус которого устанавливается на ножки из изоляционного материала.
L1 — 22 витка на кольце с проницаемостью 50. 400, диаметр провода — 0,15. 0,22 мм. Диаметр кольца некритичен. Витки располагают равномерно по окружности кольца. Через кольцо продевается провод, соединяющий X1 и L2. L2 — переменная индуктивность от «РСБ-5», «Микрон» и т.д. С3 — от лампового вещательного приемника. R3 — выводится на переднюю панель. R1 —подстроечный резистор, определяющий чувствительность схемы контроля (на переднюю панель не выводится!) X1 — соединен с корпусом Устройства Искуственная Земля и соединяется с корпусом ATU (при его отсутствии с PA) Х2 — ВЧ разъем.
При использовании только схемы на рис.1, центральная жила кабеля обеспечивает заземление по постоянной составляющей, а оплетка по переменной, по ВЧ составляющей.
Следует отметить, что устройство с регулирующими элементами на рис.2 работает гораздо эффективнее, чем на рис.1.
Использование любой из схем ВЧ заземления способствует повышению эффективности радиостанции в плане устранения таких видов помех, как TVI, помех телефонным аппаратам и звукозаписывающей аппаратуре.
В заключении хотелось бы сказать, что действительно есть плохая, низкого качества бытовая аппаратура и это есть большая проблема для радиолюбителя, но к большому сожалению, есть и низкого качества передающая аппаратура.
Не раз приходилось слышать, как трансивер можно настроить одной отверткой. Увы, такому трансиверу ВЧ Заземление не поможет.
(оригинал статьи опубликован в Сентябре 1995г. в журнале Радиолюбитель КВ и УКВ. Однако данный вариант статьи содержит некоторые изменения и дополнения внесенные автором в 2003г.)
LiveInternetLiveInternet
—Рубрики
—Видео
—Музыка
наш город зимой 2013 год
—Поиск по дневнику
—Подписка по e-mail
—Интересы
—Постоянные читатели
—Сообщества
—Статистика
Высокочастотное и прочие заземления
В работе LW важную роль играет ВЧ заземление. А что такое «ВЧ заземление»? Увы, в любительской литературе имеется изрядная путаница в терминах и, соответственно, понимании. В этом параграфе нам придётся разбираться с заземлениями. Без этого работу LW не понять.
Итак, заземление это такое место, которое может принять втекающий туда ток, и при этом обладает близким к нулю сопротивлением. То есть ток в заземление втекает, а напряжения нет или почти нет. И соответственно нет или почти нет потерь в заземлении.
В этом определении упоминается ток. А токи бывают разные: НЧ и ВЧ. И заземления для них должны быть разными.
В подавляющем большинстве случаев в не антенной технике, когда речь идёт о заземлении имеется в виду электротехническое заземление (ЭТЗ). ЭТЗ должно принимать низкочастотные токи – постоянный, 50 Гц от электросети, импульсы грозовых разрядов и т. д. В любом случае ЭТЗ принимает токи частот не выше единиц килогерц.
В антенной же технике заземление должно принимать ВЧ токи, на рабочей частоте антенны, и при этом само не излучать (иначе это уже не заземление, а часть антенны). То есть высокочастотное заземление (ВЧЗ) обязано принимать с близким к нулю потенциалом токи с частотами единиц…десятков МГц.
Рассмотрим разные виды заземления с точки зрения ВЧЗ.
Идеальным заземлением для токов любой частоты (одновременно и ЭТЗ и ВЧЗ) является поверхность идеальной же земли. Туда может без потерь втечь ток любой частоты (но, важный нюанс – точка питания антенны должна располагаться именно на уровне земли). Но на практике найти идеальную землю пока никому не удалось. Даже поверхность моря (имеющая очень высокую проводимость и приближающаяся по свойствам к идеальной земле) доступна редко.
Приходится как-то обходиться реальной землёй. Для обеспечения контакта с ней провод заземления (или систему проводов) закапывают. Причём чем хуже проводимость земли, тем большее количество и более длинных проводов приходится использовать. Это понятно – в хорошо проводящей земле ток растечется сам, а в плохо проводящей ему надо помогать, обеспечивая максимальную площадь контакта с землей.
В данном случае ЭТЗ и ВЧЗ (точка питания антенны по-прежнему у поверхности земли) далеко не всегда одно и то же. Для ЭТЗ провода закапывают поглубже, поближе, к хорошо проводящим водоносным слоям (для лучшего контакта). А для ВЧ это уже не будет заземлением – ВЧ токи не проникают глубоко в почву (см. п. 3.3.3). Для ВЧЗ систему заземляющих проводов либо неглубоко (в 2-3 раза мельче глубины проникновения тока ВЧ данной частоты в данную землю) закапывают, либо располагают прямо на поверхности земли.
ЭТЗ может исполнять роль ВЧЗ, только при неглубоком закапывании заземляющих проводов. Если же провода ЭТЗ закопаны глубже толщины проникновения ВЧ тока в землю – то это не будет ВЧЗ (ток просто не дойдёт вглубь земли).
ВЧЗ, провода (без изоляции!) которого закопаны в землю, заодно является неплохим ЭТЗ.
ВЧЗ можно выполнить как систему (поверхность) проводов, расположенных низко над землёй, например система приподнятых радиалов, или нерезонансная сетка-поверхность. ВЧ ток утекает в землю через большую ёмкость между этой поверхностью и землёй. Например, несколько 8 радиалов длиной 5 м, замкнутые на концах и в середине кольцами (файл … GND via C.maa) и расположенные на высоте 0,5 м имеют ёмкость на землю около 600 пф. Для частот выше 3,5 Мгц это почти разделительный конденсатор. То есть нижняя точка питания соединена с реальной зёмлей через плоский воздушный конденсатор сетка – земля. В упомянутом файле заземленный таким образом резонансный l/4 GP на 3,5 МГц имеет Za= 36 – j68 Ом. Активные 36 Ом это сопротивление l/4 GP. А составляющая –j68 Ом это и есть реактивное сопротивление заземляющей ёмкости сетка-земля. Дополнительная реактивность должна учитываться во входном импедансе. Естественно на более высоких частотах она ниже.
Очень полезным свойством такого ВЧЗ является его апериодичность. Сетка-поверхность, будучи по сути верхней обкладкой большого конденсатора, принимает в себя ВЧ ток (и передает его, через ёмкость дальше в землю) в очень широкой полосе частот. Нет никакой необходимости выбирать делать сетку резонансных размеров (как обычные противовесы у GP). Надо лишь обеспечить её требуемую ёмкость на землю. Так сетка-поверхность с радиусом 5 м на высоте 0,5 м в файле … GND via C.maa является ВЧЗ в полосе 3,5…30 МГц.
Конечно, такое ВЧЗ совершенно не годится в качестве ЭТЗ – для токов электротехнических токов НЧ сотни пФ ёмкости сетки-поверхности на землю, это практически разрыв.
Очень хорошим ВЧЗ является высоко поднятая система из двух l/4 радиалов в линию или несколько, равномерно распределенных по углу радиалов (см. п. 3.4.1). Токи в радиалах текут в разные стороны, поэтому излучение очень мало, и столь же мал входной импеданс, что и требуется от хорошего заземления. Но, увы, так происходит только на частоте, где длина радиалов равна l/4. На других же частотах входной импеданс пары радиалов резко растёт, и это уже не ВЧЗ. То есть поднятая система из двух l/4 радиалов в линию это резонансное ВЧЗ.
Очевидно, что, не имея никаких контактов с землёй, такое ВЧЗ не является ЭТЗ. НЧ току тут втекать решительно некуда.
Вывод – всякого рода заземления в виде длинного провода (или заземленной мачты) от антенны (установленной высоко) до земли (вернее – до места хорошего ВЧЗ) – не являются высокочастотным заземлением. Просто потому, что провод от антенны до хорошего ВЧЗ является длинной линией с заметной (в l) длиной, трансформирующей низкий импеданс хорошего ВЧЗ внизу во что угодно, но только не в ноль вверху, у антенны (подробнее см. п. 4.1.7.3).
Как ЭТЗ это подходит – на килогерцах длина в l провода от антенны до земли ничтожна, и поэтому трансформации импеданса практически нет. А вот на ВЧ, увы…
Если же высота заземленной мачты не кратна l/2, то её верхушка имеет высокий входной импеданс и служить ВЧЗ не может. Излучающей частью антенны – пожалуйста (см. п. 4.1.7.3), а ВЧЗ – нет.
Всё то же самое, что и в предыдущем пункте 5, но провод от точки питания антенны до земли (хорошего ВЧЗ) расположен внутри дома. Например, это шина заземления дома, шина земли в коробках распределительных шкафов 220 V, трубы водопровода или отопления. ЭТЗ будет хорошим, а будет ли это и ВЧЗ зависит от размеров дома и его ВЧ свойств.
Надо различать три случая:
Материал дома – хороший диэлектрик. Обладает очень низкой проводимостью и почти не имеет активных потерь на ВЧ (сухое дерево, обожженный кирпич, керамическая плитка). В этом случае справедливо всё, сказанное в пункте 5. В самом деле – невелика разница, какой из сортов хорошего диэлектрика – воздух, керамика или дерево окружает идущий к земле провод.
Хорошо проводящий дом (например, металлический ангар). Из-за высокой проводимости тепловых потерь почти нет. В принципе тоже вариант пункта 5, только в качестве заземленной мачты выступает сам дом. Большая толщина дома (как заземляющего проводника) приводит к низкой реактивности, и к тому, что ВЧЗ может оказаться и неплохим.
Дом большой из плохого диэлектрика, с невысокой проводимостью и большими активными потерями на ВЧ (самый распространенный случай). Почти всё возможное излучение проводов идущих по дому до земли будет израсходовано на нагрев (тепловые потери) дома. Поэтому в любом случае добротность проводов внутри дома будет очень низкой и их входная реактивность соответственно – тоже. ВЧЗ будет не очень плохим (большой реактивности неоткуда взяться).
В самом деле : не имеет большого значения, как расположить очень большую кучу глины и песка с несколькими проводами внутри: горизонтально (и назвать это землёй с радиалами) или вертикально (и назвать это домом).
Отличия дома с проводами внутри, от заземления, описанного в пункте 2:
Если по соображениям грозо- и электробезопасности надо заземлить по НЧ антенну, нуждающуюся в ВЧЗ, то требуются два заземления – и ВЧЗ и ЭТЗ. Иногда одно заземление может совмещать функции и ЭТЗ и ВЧЗ (некоторые из вариантов пунктов 2 и 6 этого параграфа), но такое бывает весьма редко.
Стоит отметить, что ЭТЗ всегда нуждается в контакте с землёй (почвой, грунтом). Высокочастотное же заземление вполне можно выполнить как без прямого контакта с грунтом (например, через ёмкость, как в пункте 3 этого параграфа), так и вообще без всякого грунта – пара l/4 противовесов в линию (из пункта 4) отлично выполняет функцию ВЧЗ даже в свободном пространстве
все об антеннах что найдено в интернете
Мастерская / Популярно о высокочастотном заземлении /
Популярно о высокочастотном заземлении.
По этой теме в радиолюбительской литературе и интернете имеется достаточно информации, зачем снова к ней возвращаться? Дело в том, что в век интернета молодые люди отвыкли читать книги, ходить в библиотеки. Кажется, все можно по-быстрому найти в Википедии. Но, увы! Попытка поиска в русскоязычных поисковиках что-нибудь про ВЧ заземлении выдала кучу источников, почти все из которых относились к электротехническим и грозозащитным заземлениям. Поиск «RF ground» был гораздо успешнее, нашлось много статей на английском и даже солидная книга Essentials of RF and Microwave Grounding, посвященная теории вопроса. А в многочисленных форумах, особенно русскоязычных, на читателя обрушивается такой вал совершенно ложной информации по этому вопросу, что становится ясно, что в головах многих радиолюбителей царит полная путаница.
Сразу оговоримся, что мы не будем говорить об электротехническом и грозозащитном заземлениях, ограничимся только рассмотрением высокочастотного заземления, необходимого для нормальной работы радиоаппаратуры.
Наиболее толково и понятно этот вопрос изложен в книге Гончаренко «Антенны КВ и УКВ» часть третья, в разделе 4.1.7.1 (стр. 38-43). Если вы имеете возможность и терпение его прочитать, дальше эту статью читать не обязательно. Для тех, кто такой возможности не имеет, попробуем изложить главное.
1. Когда ВЧ заземление необходимо?
Оказывается, довольно редко: оно нужно только при использовании несимметричных антенн, таких как GP, LW (длинный провод), Windom и питаемые с конца диполи. Т.е. антенн, для которых необходим пресловутый «противовес» или приемник тока. Если вы используете симметричные антенны, о ВЧ заземлении вам можно не заботиться (не забывайте только об электротехническом заземлении аппаратуры).
2. Что будет, если ВЧ заземление необходимо, но его нет или оно плохое?
Поскольку несимметричная антенна (например, длинный провод) к трансиверу подключена, противовесом ей вынужден служить корпус трансивера и все провода, к нему подключенные (рис.1). При работе на передачу на корпусе неминуемо будет ВЧ напряжение, иногда очень солидное, микрофон и ключ будут «кусаться», компьютеры будут зависать, телефоны и прочая радиотехника в доме будет «разговаривать» вашим голосом, а ваш сигнал в эфире будет искаженным из-за ВЧ наводки на микрофонный провод. К тому же трансивер будет «видеть» плохое согласование и будет снижать выходную мощность, защищая выходные транзисторы. Сопротивление потерь такого противовеса обычно велико и в эфир будет излучаться малая часть мощности передатчика, большая пойдет на нагрев сопротивления потерь противовеса.
Рис1. Антенна LW с плохим ВЧ заземлением.
Вышесказанное поясняет рис.2.
Рис.2. Эпюры напряжения на симметричной и несимметричной антеннах.
Рис.3. Резонансное ВЧ заземление в виде приподнятых радиалов.
Рис.4. Резонансный противовес.
Рис.5. Многодиапазонный резонансный противовес.
Итак, оставив мечты об идеале, решаем использовать то заземление, которое нам доступно: стальная труба, забитая в землю под окном на глубину, как получится, металлическое ограждение балкона многоэтажного дома, труба скважины колодца, лист железа, закопанный в землю, и т. п.
Не претендуя на высокую эффективность такого ВЧ заземления, поставим цель хотя бы избавиться от ВЧ напряжения на корпусах трансивера и усилителя, что тоже немаловажно. Если провод заземления имеет длину 1 м, проблем не возникает. А если приходится тянуть провод с третьего (или тринадцатого) этажа, это уже создает проблемы. Провод представляет собой однопроводную линию с волновым сопротивлением от 300 до 600 Ом (в зависимости от того, как он проложен) и коэффициентом укорочения близким к единице. Если длина провода близка к целому числу полуволн в рабочем диапазоне, ВЧ заземление работает хорошо. А если длина провода близка к нечетному числу четвертей длины волны, его входное сопротивление на ВЧ очень велико и заземление не работает (рис.6).
Рис.6. Линия, длина которой равна нечетному числу четвертей длины волны, имеет высокое входное сопротивление.
Рис.7. Схема заземления, предложенная N8SA.
Рис.8. Вариант схемы заземления N8SA.
И, в заключение, необходимо отметить, что, если к несимметричным проволочным антеннам трансивер подключается через согласующее-симметрирующее устройство, точкой ВЧ заземления будет выходная клемма этого устройства. Трансивер к согласующему устройству при этом подключается коаксиальным кабелем. Кстати, хорошее симметрирующее устройство, установленное на выходе трансивера, уравнивает токи в плечах несимметричных антенн и тоже способно снизить ВЧ напряжения на корпусе трансивера, как при работе на симметричные антенны.
Владислав Щербаков, RU3ARJ