Вертикалы против диполей

“Диполи лучше вертикалов”. Если вы слышали это раньше, то не удивитесь, но не все это слышали, и это действительно потрясло автора, потому что он всегда слышал, что вертикалы — это низкоугловые излучатели, и это было лучше. В течение многих лет нас учили устанавливать диполи для контактов в районах и вертикалы для dx.

“Вертикалы лучше, чем диполи для DX”. “Эксперты” сказали, что диполи имеют коэффициент усиления 2,2 dB по сравнению с изотропными, а вертикалы — лучшие низкоугловые излучатели. И то, и другое в лучшем случае является полуправдой. Более точным было бы устанавливать вертикал только тогда, когда диполь не может быть установлен на должной высоте или длине.

Ниже приведено объяснение того, почему диполи обычно всегда должны быть первым выбором.

«Диполь — это базовый строительный блок многих антенн. Диполь НЕ имеет усиления 2,2 dB по сравнению с изотропным излучателем, когда диполь расположен над землёй. Диполь имеет усиление около 8,5 dB по сравнению с изотропным излучателем! Всегда помните об этом, когда видите модели антенн над землёй, указанные в dBi. Если модель над землёй показывает «усиление» около 8,5 dBi, то модель фактически имеет такое же усиление, как диполь». – http://www.w8ji.com/antennas.htm (Tom Rauch)

Автор «проверил факты» комментария Tom’a, используя EZNEC для моделирования диполя на половину длины волны над средней землёй. Цифры усиления находятся в том же районе, что и у Tom’a, учитывая, что он моделировал на высоте 145 футов над землёй, а здесь использовались более достижимые 33 фута. В этом случае модель, похоже, согласуется с Tom’ом.

Строгое объяснение см. в статье W1ZR, в QST, ноябрь 2015 г., стр. 44, Коэффициент усиления антенны, часть 1: что на самом деле означают цифры?

Вертикалы, установленные на земле выше средней проводимости почвы с адекватными радиалами, не имеют никакого усиления. Эта модель показывает усиление 0 dBi. Другими словами, вы бы потеряли 8 dB усиления, используя вертикалку вместо диполя.

Далее мы моделируем идентичные антенны, но на этот раз мы смотрим только на усиление при угле взлёта 15 градусов. Мы выбрали 15 градусов, потому что многие DX-мены считают, что это оптимальный угол взлёта для работы в большинстве стран.

От K9YC:

Некоторые говорят, но вертикал не работает также хорошо на высоких углах, которые поддерживают распространение на короткие расстояния. Да, это правда, но: 1) Не забывайте закон обратных квадратов — напряжённость поля падает пропорционально квадрату расстояния, поэтому станции на расстоянии 800 миль на 6 dB ближе, чем станции на расстоянии 1600 миль, и на 9 dB ближе, чем станции на расстоянии 2300 миль! Вам не нужно столько сигнала, чтобы работать с этими более близкими станциями.

В закрытом грунте определяется, насколько хорошо будет работать вертикал. Единственный случай, когда вертикалы превзойдут диполи, — это если они находятся над солёной водой или на пляже с солёной водой.

40 метров – Практический пример

Как и было обещано, вот две модели, использующие EZNEC v.6.0 (на основе NEC2). Сравнивая диполь на высоте одной половины волны с четвертьволновым вертикалом на 40 метров, оба над средней почвой, мы получаем следующие графики. Вертикал слева. Формы на удивление похожи, но коэффициент усиления — нет.

Нажать на графики, будут крупнее, чтобы было легче читать цифры.

Зелёная точка отмечает угол взлёта 15 градусов. Усиление при 15 градусах составляет -1,48 dBi на вертикале и 4,92 dBi на диполе. Это разница в 6,4 dBi. Другими словами, для получения того же сигнала требуется в 4 раза больше мощности на вертикале. Пятьдесят ватт в диполь эквивалентны 200 ваттам в вертикале.

Это усиление достигается ценой направленности. Вертикал, конечно, имеет всенаправленную диаграмму направленности 360 градусов. Диполь имеет ширину луча 78 градусов. Диполь выигрывает, если он направлен в направлении DX. Если DX находится в стороне от диполя, победителем будет вертикал.

Вот тот же диполь, показывающий азимутальную диаграмму при угле взлёта 15 градусов.

Разница между передней и боковой сторонами составляет 13,93 dBi, которую мы округлим до 14 dBi. Теперь вертикальная составляющая, которая была на 6 dBi хуже спереди, на 8 dBi лучше сбоку. Это коэффициент усиления 6,31. Для того чтобы мощность диполя составляла 50 Вт, потребуется 316 Вт мощности вертикального диполя, когда DX находится сбоку от диполя.

Какой вывод можно сделать? Необходимы обе антенны. Два диполя, расположенные под прямым углом, тоже подойдут.

W0QL