Искусственное заземление

Антенна с длинным проводом, для эффективной работы требует противовеса и зеркального отражения в земле, поэтому необходимо хорошее качественное заземление. «Хорошее» заземление с точки зрения радиочастот (радиочастотной инженерии), чего редко удаётся добиться большинству радиолюбителей.

Если вы не находитесь над заболоченной местностью или, ещё лучше, над солончаковой зоной, хорошего заземления практически невозможно добиться, а многие антенны с длинным проводом имеют значительные потери в месте заземления.

Если ваша станция установлена ​​на первом этаже, а рядом есть сад, организовать более-менее хорошее заземление легко. Все знают, как это сделать, но мало кто, кого интересует фактическое сопротивление этой земли, удивится, узнав, что это всего лишь зарытый в землю радиочастотный излучатель (см. закон Джоуля).

К счастью, даже если потеря мощности достигает половины выходной мощности передатчика, это всего 3 дБ, то есть половина точки S (конечно же, на настоящем S-метре!, который встречается так же редко, как и хорошее ВЧ или HI заземление), и беспокоиться не о чем, скажете вы, но всё равно это не выглядит серьёзно!

Что касается заземления, избегайте подключения к водопроводным, газовым или отопительным трубам. Это опасно и, более того, не обеспечивает надёжного ВЧ заземления (в отличие от так называемого «защитного» заземления, требуемого техническими регламентами для электроустановок).

Соблазн подключиться к заземлению электроустановки был бы велик, но это в любом случае нехорошо с точки зрения ВЧ, и, кроме того, загрязнение сектора было бы значительным, а BCI и TVI — значительными. Кроме того, учитывая длину провода, мы не знаем, какому ВЧ-потенциалу будет подвержен передатчик, а заземляющий провод является частью антенны!

При использовании одного из этих решений иногда наблюдается весьма специфическое явление на той или иной частоте передачи, особенно если антенна представляет собой длинный провод, используемый для всех диапазонов. Это явление, которое может иметь болезненные последствия, заключается в появлении высокочастотного напряжения на том, что должно быть заземлением. Можно зажечь маленькую неоновую лампочку, а чаще всего обжечь кончики пальцев (это больно и, к тому же, неприятно пахнет).

Таким образом, на корпусе устройства имеется «напряжение»!

Его можно заставить исчезнуть весьма элегантным способом, подключив четвертьволновый провод к заземляющей клемме передатчика, поскольку в этом случае распределение напряжения будет как в четвертьволновой антенне, то есть с пучностью напряжения на конце (и узлом тока) и противоположностью в точке соединения с заземлением передатчика.

Если вы планируете работать на нескольких диапазонах, соедините различные четвертьволновые кабели параллельно, изолировав их друг от друга. Таким образом, для пяти классических диапазонов получатся провода длиной 2,67 м, 3,57 м, 5,35 м, 10,70 м и 21,40 м.

Очень хорошо, но протянуть в ваш шэк провод длиной 21,4 м не всегда легко!

Достаточно оставить только самый короткий провод и искусственно удлинить его с помощью катушки индуктивности с отводом, вставленной между заземляющим выводом и проводом. Необходимо выбрать отвод, дающий максимально возможный высокочастотный ток (в пучности тока будет узел напряжения). Измерение тока можно производить, пропуская провод через ферритовый сердечник, на котором намотано около двадцати витков провода, подключенных к измерительной системе, показанной на рис. 1 (это, по сути, трансформатор тока).

Рис. 1.

Для справки: идеально подходит 40-витковая катушка диаметром 25-30 мм и длиной около 120 мм с отводами через каждые 3-4 витка. Миллиамперметр потребляет ток 1 мА при полной шкале, подключенный последовательно с переменным резистором 50 кОм и сопротивлением 1 кОм на клеммах миллиамперметра.

Для точной настройки можно последовательно с катушкой индуктивности подключить переменный конденсатор. Настройка выполняется путём грубой настройки катушкой индуктивности и точной настройки конденсатором, но если у вас роликовая катушка индуктивности, то этого вполне достаточно.

Но вы сами увидите, как произойдёт чудо: паразитные ВЧ-помехи исчезнут, и установка заработает отлично, причём с меньшими потерями, чем при плохом ВЧ-заземлении (и повторяем: общий случай, да, действительно!), но это устройство можно вставить и в заземляющий провод, если он достаточной длины.

Компания MFJ предлагала искусственную землю с помощью MFJ 931, которая основана на принципе последовательного соединения переключаемого индуктора и конденсатора, как предложено выше, это решение дешевле!

Остаётся одна проблема: при таком решении отсутствует заземление, необходимое для обеспечения собственной безопасности. Однако даже при плохом заземлении оно может служить защитой. Первое, что приходит на ум, – это подключить заземляющий провод к клемме заземления оборудования, а также к описанному выше устройству. Длинный провод, идущий к заземляющему устройству, представляет собой лишь (апериодический) проводник в дополнение к тем, что входят в состав описанного выше устройства.

Как вы поняли, это устройство не заменяет защитное заземление, но, по крайней мере, обеспечивает более правильную работу вашей аппаратуры с точки зрения ВЧ.

В любом случае, ВЧ-сигнал больше не попадает на заземляющий терминал, меньше ВЧ-сигнала возвращается обратно, а BCI и TVI снижаются до неожиданных размеров. Учитывайте это при установке антенны, требующей противовеса, например, длинного провода.

ON5HQ