Vertikál je velice jednoduchá anténa a její vyzařování je nám dostatečně známo, je-li anténa montována v nulové výšce (H=0, zemní radiály). Vertikály jsou však velice často montovány v nenulové výšce H. Jak nám takové vertikály vyzařují? V rádoby odborných článcích jsem viděl informace typu "výška do 6 metrů je dobrá", apod. Je to skutečně pravda?

Vertikál typu Ground Plane (dále jen GP) lze pro pásmo 12m snadno vyrobit jako samonosný. A také ho lze snadno modelovat. Jak se mění jeho vyzařování s výškou montáže?

Vyzařování vertikálu GP pro pásmo 12m

V tabulce je uvedena závislost maxima vyzařování (°) a zisku Ga (dBi) ve vertikální rovině na výšce H (m). Stejná závislost je zakreslena také v grafu:

Zejména z grafu je vidět, že s výškou H nám od od nulové výšky až do H=5,4 m klesá vyzařovací úhel (modrá čára) a mírně roste zisk antény (červená čára). Při nepatrné změně výšky H jen o jednu desetinu metru na H=5,5 metru se nám maximum vyzařování přesune do horního laloku antény, tj. na hodnotu 47°. Nejde o žádnou skokovou změnu ve vyzařování! Vyzařovací úhel spodního laloku nám s výškou klesá. Ale klesá také vyzářená energie v tomto laloku. S výškou nám však zjevně roste horní lalok, samozřejmě také energie vyzářená v jeho směru. Ve výšce přibližně 5.4 m je vyzařování obou laloků přibližně stejné. Programy pro modelování v NEC nám ukazují maximum vyzařování. Proto si mezi laloky v určité výšce jednoduše přepnou data, která dávají do tabulek. V diagramu vyzařování to vypadá takto:

Vidíte, že vertikál montovaný ve vysoké výšce má problémy ve vyzařování.

Ve vysokých výškách vyzařuje taková anténa podobně, jako ve volném prostoru. Diagram má dost laloků. Pro úplnost uvádím vyzařování pro H=100 metrů a H=2500 metrů:

Vidíte, že vyzařování je v obou rozdílných výškách podobné a anténa má zisk cca 5 dBi.

Vyzařování vertikálu GP pro pásmo 30m

Opět je uvedena závislost maxima vyzařování (°) a zisku Ga (dBi) ve vertikální rovině na výšce H (m). Stejná závislost je zakreslena také v grafu:

Všimněte si, že charakter změn je u obou antén podobný. Jen hodnoty jsou diametrálně odlišné. Tato anténa dosahuje minima vyzařování až při výšce nepatrně nad H=12m.

Pro úplnost uvedu ještě vyzařovací diagramy ve vertikální rovině pro různé výšky H:

Opět podobné charakteristiky, jen číselné hodnoty jsou jiné..

Závěr

Pokud u vertikálu typu GP hovoříme o správné výšce montáže, měli bychom ji vztáhnout k vlnové délce. Na prvním příkladu jsem vám ukázal, že výška 6m již nemusí být dobrá ani pro pásmo 12 metrů, protože už v H = 5,4 m začíná anténa zářit do nebe. Naopak, anténa pro pásmo 30m bude mít v H=10m maximum vyzařování na 14,9°, ale v H=5m to bude 19,6°. To je ovšem téměř pětistupňový rozdíl v maximu, o které se okrademe.

S výškou montáže nám roste vyzařování v horním laloku. Ten se při montáži nad zemí stává zjevný. Ve výšce nad cca 0,4 x lambda se nám vyzařování ve vysokém laloku přiblíží vyzařování ve spodním laloku. Při dalším zvyšování výšky začne být vyzařování v tomto laloku dominantní. Jeho úhel však s výškou klesá. A to až do použitelných hodnot kolem horizontu, ale to jen pokud výšku antény extrémně zvyšujeme až na desetinásobky vlnové délky. Pak se  vyzařování přiblíží charakteristice vyzařování ve volném prostoru.

Poznámka 1: Vyzařování vícepásmového vertikálu nám ovlivní jeho výška montáže, u které musíme brát ohled na nejvyšší pásma. Z hlediska vyzařovacího úhlu je tedy výškou montáže nelze až tak optimalizovat.

Poznámka 2: Je užitečné zjistit optimální výšku montáže antény nad zemí. Např. v programu MMANA použijeme optimalizátor a nastavíme to, co chceme optimalizovat, tj. elevation, čím toho chceme dosáhnout, tj. výškou, krok výpočtu zvolíme pro krátké vlny např. 0,1 metru a počáteční hodnotu, např. H=12m, viz obrázek:

Vidíte, že i pro jednoduché vytvoření názoru na vliv výšky montáže vertikálu je jednoduchý freeware program užitečný. A možná jsme si uvědomili, proč nám některé antény (nemusí jít jen o vertikály, ale třeba i o smyčky) tak blbě chodily při jejich zkouškách na SDR skimmery, hi....Jednoduše si vyzařovaly do nebe. Opět to nebyla chyba v jejich účinnosti, ale hrubá chyba v jejich směrovosti.

73's Míra, ok1ufc

© 2011 - Věra Šídlová a Míra Šídlo, ok1ufc, datum poslední úpravy: 18.10.2013