Оглавление статьи.
Даю обзор антенн NVIS выпускающихся в мире, но главное это мои антенны - «МРВ».
Немного из истории антенн зенитного излучения.
Большую работу по исследованию NVIS на о. Цейлон с привлечением местных радиолюбителей провел английский коротковолновик G3BGL/VS7PS в начале 50-х годов прошлого века. Его результаты были использованы при организации тропической радиовещательной службы в диапазонах 120, 90, 60, 49, 41 и 31 м. В последующие годы неоднократно появлялись публикации по использованию NVIS для целей радиосвязи на расстояниях от 0 до 400 км без «мёртвых зон».
Первыми использовали такой тип распространения радиоволн военные, в целях тактической радиосвязи на КВ. Не случайно во всех странах диапазон частот 2 - 8 МГц часто называют "военным" и все остальные являются пользователями на вторичной основе. Указанный диапазон также широко используют МЧС, пограничники и береговая охрана, лесоохрана и речники. Радиосвязь на коротких волнах незаменима там, где расстояния не так уж и велики, но дальности действия обычных УКВ радиостанций уже не хватает.
Из теории распространения радиоволн известно, что ионизированные слои полностью характеризуются высотой максимума электронной концентрации h и критической частотой fкр.
Распространение радиоволн на частотах 2 - 4 Мгц в дневное время зависит от слоя D , который менее насыщен и заставляет сигнал дважды пронизывать его, второй раз отразившись от слоя E , практически полностью поглащает сигналы. В это время возможны радиосвязи поверхностной волной (60 - 80 км, в зависимости от рельефа местности) и отражённой волной до 200 км. С наступлением сумерек слой D практичеси исчезает, и возможны рдиосвязи на расстояния в несколько тысяч километров (повторюсь - речь идёт о частотах 2 - 4 МГц).
Схематическое изображение радиолучей определённой частоты при различных углах отражения от ионосферы. Чем выше частота, тем положе угол отражения сигнала от ионосферы. В дневное время при радиосвязи на частоте 3,6 МГц с радиолюбителем из Тульской области (180 км) радиосвязь будет на 58 - 59 (по радиолюбительской шкале), на частоте 7,06 МГц, его уже не услышишь, будут слышны более дальние станции. Чем выше частота, тем больше "мёртвая зона" .
Критическая частота fкр - максимальная частота отражающейся волны при вертикальном зондировании (рис. 1). Критическая частота зависит только от электронной концентрации в слое и определяется простой формулой:fкр в квадрате = 80,8 N, где N - число электронов в 1 м3. fкр = 9.043 Гц или 9 МГц.
При увеличении частоты сигнала вертикально падающие волны перестают отражаться, но полого падающие волны еще отражаются. При этом вокруг передатчика образуется «мертвая зона», в которой сигнал не слышен. На больших же расстояниях сигнал может быть достаточно сильным. Максимально применимая частота (МПЧ) - та, при которой еще отражаются волны, посланные антенной передатчика в направлении на горизонт. На частотах выше МПЧ слой вообще перестает отражать волны, посланные с поверхности Земли, и они уходят сквозь ионосферу в Космос. МПЧ обычно в несколько раз выше fкр. Связь тоже очень простая:(МПЧ/fкр)2 = 1 + R/2h, где R - радиус Земли (6300 км) .
Для выше приведенного примера, если h = 90 км, то МПЧ = 2,5fкр или 22,5 МГц. В этих условиях сильной дневной ионизации для NVIS связей подойдет диапазон 3 - 4 МГц, а для дальних связей - 21 МГц.
Из выше приведенной информации ясно, что для NVIS пригодны волны с частотами ниже критической. А насколько ниже? Здесь надо учитывать поглощение волн в ионосфере. Теория говорит, что поглощение в ионосфере увеличивается с понижением частоты. Так, например, средние волны днем полностью поглощаются слоем D (h = 70 км), критическая частота которого недостаточна для отражения, и волне приходится дважды его пронизывать при отражении от слоя Е (h = 90...120 км, ночью выше). Таким образом, для уменьшения поглощения надо выбирать частоту как можно ближе к fкр, но немного ниже ее.
Критические частоты слоя Е и вышележащего слоя F (h = 200...250 км) очень сильно зависят от времени суток, времени года и солнечной активности. Все эти факторы определяют электронную концентрацию в слое, а следовательно и fкр. Так, например, расчеты, проведенные американскими радиолюбителями для трассы Сакраменто - Рено (210 км) на западном побережье США показывают, что критические частоты могут изменяться от 2 до 14 МГц. Чаще же всего они лежат в области 2...7 МГц, понижаясь ночью и возрастая днем.
Примечание автора. Самый нижний слой ионосферы D , располагаемый над Землей на высоте от 50 до 90 км. Образуется только в дневные часы, когда концентрация электронов в ионосфере достаточно высока, ночью слой D исчезает. Он играет существенную роль при организации связи на частотах 3-8 МГц - отсюда это понятие «дневное» и «ночное» прохождение.
Антенны для NVIS, в шутку называемые «нагревателями облаков», должны излучать преимущественно вверх. Они очень плохо подходят для дальних связей, зато создают повышенную напряженность поля в ближней зоне, на расстояниях от 30 (где прямая поверхностная волна уже затухает) до 200 км.
В подтверждение вышесказанного пример. 25 апреля 2019 года, был выезд в Центроспас. Оборудование: в Центроспасе резонансный диполь на 6 МГц и аппарат фирмы Кодан, у меня: автомобильная магнитная рамка «МРВ-1,9М» и аппарат Icom-78. На первой точке отработали с оценкой 4 балла в оба конца, хотя расстояние было около 7 км, и всё должно было греметь. Выбранная частота не соответствовала установлению качественной радиосвязи на коротких расстояниях. И вся поездка превратилась только в показные радиосвязи на радиолюбильских диапазонах. В районе города Ступино на радиолюбительском диапазоне 3,6 МГц и на скорости 100 км/час я стал проводить радиосвязи, смотрите схему ниже, причём радиолюбитель из Волоколамска работал 50 ваттами, я тоже попросил проконтролировать меня на 50 ватт. Радиолюбиль из Сергиевого Посада меня принимали с оценками при 100 ваттах - 59, при 50 ваттах - 57 и это в движении. Потом перешёл на диапазон 7 МГц, радиосвязи провёл с Воронежом, Курском, Тамбовом и Татарстаном - оценки от 58 до 59 с плюсами (по радиолюбительской шкале). Читать....
Оптимальная ДН NVIS-антенны показана на рис 2.
Диаграмма антенн серии «МРВ».
Вертикально расположенная антенна имеет диаграмму в виде "восьмёрки". Горизонтально расположенная антенна имеет диаграмму в виде "круга", но имеет определённый угол излучения относительно земли, т.е. работает как любая простая классическая антенна (диполь, треугольник, штырь)
Излучение происходит в виде "тора". Красным цветом отмечен мимнимум излучения, который наблюдается в ближней зоне излучения (1 "лямбда" - длинна волны теоретические выводы, расчитать можно следующим образом: 300/4=75, где 300 - скорость света, 4 - частота в Мгц, 75 длинна волны в метрах).
Минимальное излучение имеет угол, примерно 5 - 7 градусов. На радиотрассах более "ближней зоны", минимальное излучение отсутствует, и антенна имеет круговую диаграмму направленности - проверено на практике не однократно.
Схематичное изображение распространения сигнала от антенны зенитного излучения в горной местности. Я проверял в "невысоких" горах - недалеко от Геленджика, в апреле 2016 года. Ниже видео ролик.
Радиосвязь на магнитную рамку в районе Геленджика.
VIDEO
Примеры NVIS антенн:
Далее будут встречаться фотографии антенн типа "багажник", но если внимательно рассмотреть конструкцию, то можно представить как загнутый к земле "штырь" с противовесами. И в придачу эти антенны снабжаются автоматическими "тюнерами". Некоторые модели тюнеров могут согласовать и гвоздик, вот только будет ли радиосвязь.
В своей практике я имел опыт сравнить в работе свою антенну "МРВ-1,9" (на фотографии она стоит слева), с антенной фирмы «Moonraker» VL2-30. МРВ выиграла по приему и передаче 3 балла.
Армейские антенны зенитного излучения называются "тактическими", и обеспечить связь в радиосетях батальон-полк-дивизия. А вот 200-500 км не всегда.
Антенна зенитного излучения радиостанции средней мощности «Р-140» - Советский Союз.
Антенна зенитного излучения тактической КШМ Р-142Н «Деймос» - Советский Союз.
Антенна зенитного излучения тактической КШМ Р-145БМ «Чайка» - Советский Союз.
И еще, размеры почти всех антенн типа "багажник" одинаковые (примерно), до метра в высоту и в длинну до 2-х метров, практически как братья близнецы, интересно кто у кого "сдирал"!!!
Значит если распрямить получим "штырь" 1/4 лябда - (четвертьволновый штырь, 0,78+0,78+1,9=3,46 м, а противовесом служит "багажник" = 1,9 м 1/2 лябда полуволновый диполь - 3,46+1,9=5,36 м, и отсюда длина волны будет 300/10,72=27,98 МГц) - (Barrett-2018), т.е. эффективно эта конструкция может работать на частоте 28 МГц и выше. Это к разговору о "гвоздике", который должен работать на частотах 2-3 МГц. Даже армейские АЗИ имеют полотно излучателя намного больше.
Антенна фирмы «ADH Radio NVIS» на автомобиле Renault 1937 год - Франция.
Антенны NVIS неизвестных моделей.
Обзор антенн АЗИ (NVIS), выпускающихся в мире, начинаю со своих антенн. И чтобы правильно понимать как работают антенны АЗИ (NVIS) нужно знать следующее, они работают как АЗИ только на низкочастотном участке КВ диапазона, на частотах 2 - 3 МГц, иногда 4 МГц (зависит от времени суток и времени года), выше по частотам эти антенны работают как простые укороченные антенны. Поэтому, если вы будете понимать, что могут дать антенны типа «багажник» или «загнутый штырь» на частотах 2 - 3 МГц, то это убережет вас лишних расходов.
Антенны серии «МРВ».
Антенны серии «МРВ» - магнитная рамка, разработка и производство - Россия. Малогабаритное коротковолновое АФУ серии «МРВ» относится также как и все приведенные ниже модели к укороченным антеннам.классический - Омега согласование. Антенны «МРВ-4,0», «МРВ-3,2», «МРВ-1,9» можно выделить в разряд стационарных, а «МРВ-1,9М» и остальные антенны NVIS (типа «багажник» и «загнутый штырь») - к мобильным.В настоящий момет прошла ходовые испытания автомобильная КВ антенна «МРВ-1,9М», а начиная декабря 2019 года проводится работа по оформлению документов на одобрение РРР (Российского Речного регистра) на судовую антенну).
Диаграмма направленности антенн серии «МРВ»
Когда антенна «МРВ» установлена вертикально, то в горизонтальной плоскости диаграмма имеет вид «восьмёрки» и близка к круговой, это позволяет ослабить сигналы помех в ближней зоне вращением антенны, минимальный сигнал имеет угол 5-7 градусов (рисунок № 1, проверено - на испытаниях в Центроспасе рисунок № 2). В вертикальной плоскости антенна «МРВ» излучает одинаково хорошо при всех углах. Это делает антенну «МРВ» отличной антенной как для трасс ближнего и дальнего действия (работает как АЗИ на низкочастотных участках КВ диапазона, проверено во время испытаний в Тверской области на трассе Тверь-Калязин). В этом положении антенны поляризация - вертикальная.
Горизонтально установленная антенна «МРВ» имеет круговую диаграмму направленности (в горизонте). Вертикальный угол излучения определяется высотой антенны (h) над землей. На соответствующей высоте эта конфигурация обеспечивает превосходную антенну с низким углом (только) для работы DX. В этом положении антенны поляризация - горизонтальная.
В июле 2018 года разработал и провёл испытания мобильного варианта антенны «МРВ-1,9М». Результаты превзошли все мои ожидания. Работает шикарно - на скорости 100 км/час, нет нареканий к качеству радиосвязи. В октябре 2018 года проводил тестирование во время движения автомобиля на трассе Москва - Новороссийск - Москва. Очень хорошо!!!
Теоретические расчёты немецкого инженера Кристиана Каферлина и мои многочисленные практические испытания показывают, что антенны серии «МРВ» работают как антенны зенитного излучения только на нижних участках КВ диапазона. Это 2 - 4 МГц.
Диаграмма излучения антенн серии «МРВ»
Излучение антенн типа «Магнитная рамка» происходит не как у классических рамочных антенн (перпендикулярно полотну антенны), а вдоль полотна и работу магнитных рамок не нужно сравнивать с работой классических антенн. Электромагнитный сигнал в основном состоит из магнитной составляющей, электрическая составляющая ничтожно мала и ею пренебрегают - отсюда и название «Магнитная рамка».
Рисунок 1. Рисунок 2.
Производство антенн серии «МРВ» в Москве.
Антенна «МРВ-1,0» - Россия, может использоваться как мобильная, так и стационарная антенна - не требует больших площадей и высоких мачт. Применение, для проведения радиосвязей на высоких частотах КВ диапазона, и на «Гражданском диапазоне» (СиБи), неплохие результаты показала на частоте «Дальнобойщиков» (27 135 кГц). Рабочий диапазон от 13,5 МГц до 29,5 МГц. Фото Владимирова П.А.
Антенна «МРВ-1,9» - Россия, может использоваться как стационарная антенна - не требует больших площадей и высоких мачт, а также для работы с транспортного средства, но только с коротких остановок. Рабочий диапазон от 3,5 МГц до 12,5 МГц. Фото Владимирова П.А. .
Антенна «МРВ-1,9М» - Россия, мобильный вариант. Применение - работа на НЧ участках КВ диапазона в движении с транспортного средства Рабочий диапазон от 3,5 МГц до 12,5 МГц. Фото не показываю. Есть уважительные причины. "Охотников халявы" у нас к сожалению очень много.
Небольшой видео ролик.
VIDEO
QSO c Тверcкими радиолюбителями на 3,6 МГц с авто.
Антенна «МРВ-3,2» - Россия, стационарная антенна - не требует больших площадей и высоких мачт. Применение - работа на НЧ участках КВ диапазона от 2,3 МГц до 8,5 МГц. Фото Владимирова П.А. .
Антенна «МРВ-4,0» - Россия, стационарная антенна - не требует больших площадей и высоких мачт. Применение - работа на НЧ участках КВ диапазона от 1,8 МГц до 7,2 МГц. В апреле 2016 года проводил испытания на частотах ГМССБ (Глобальная морская система связи при бедствии). А в октябре 2018 года такая антенна смонтирована в Новороссийске. Фото Владимирова П.А. - «МРВ-4,0» и 40-метровый штырь. .
Из опыта общения с Заказчиками.
Я разговаривал со специалистами связи одной крупной компании, которая приобрела около пяти десятков комплектов «раскладушек», так вот на сегодня рабочими остаются только 5 комплектов, у остальных «мозги слетели», денег потрачено много, а в результате страдает радиосвязь и люди.
В качестве рекламы! Сравнивая порядок цен и учитывая положение о импортозамещении, вывод делайте сами.«загнутый штырь» , можно иметь две антенны типа «МРВ-1,9». Одним словом, каждый идет своим путём, путём проб и ошибок. Но лучше учиться на чужих ошибках, а для этого необходимо из всего материала выбирать правильно. Есть организации, которые купили сперва одну антенну, а потом берут ещё.
Антенны фирмы «Stealth Telecom» - Объединенные Арабские Эмираты. Антенна фирмы «Stealth Telecom» - Объединенные Арабские Эмираты. Фото пока нет.
Антенна фирмы «Stealth Telecom» ST-940b (2,7 - 15,5 МГц) - Объединенные Арабские Эмираты.
Антенна фирмы «Stealth Telecom» ST-940с (4,5 - 22 МГц) - Объединенные Арабские Эмираты. Фото пока нет.
Антенна фирмы «Stealth Telecom» Super Skyrider 9400 - Объединенные Арабские Эмираты.
Антенна фирмы «Stealth Telecom» 9420 (усовершенствованный вариант антенны Stealth Telecom 9400) - Объединенные Арабские Эмираты.
Вот небольшая переписка на одном из форумов разработчика антенн фирмы «Stealth Telecom».
В июне 2018 года мне позвонил Георгий, фирма «Stealth Telecom» из ОАЭ. Сделал некоторые уточнения по некоторым моделям антенн и сообщил известие. Что в настоящий момент фирма «Stealth Telecom» - Объединенные Арабские Эмираты прекратила своё существование. Всю документацию, в том числе и кострукторскую купила компания "Codan".
Антенна «Кордон» АМ-01 - Россия Диапазон: 3,2 - 15 МГц, размеры: 0,77 м х 1,93 м.
Антенна разработки Омского НИИ приборостроения «Фаэтон». - Россия. Фото пока нет, но интересно было бы посмотреть, что легло в основу "разработки". Есть описание:
Антенны фирмы «Moonraker» - Австралия.
Антенна фирмы «Moonraker» VL2-30 (3 - 17 МГц), размеры: 0,75 м х 2, 1,88 м - Австралия. Фото Владимирова П.А., я ее сравнивал в работе с «МРВ-1,9». МРВ выиграла по приему и передаче 3 балла.
Антенна фирмы «Moonraker» SL3-17 (3 - 17 МГц), размеры: 1,0 м х 2, 2,0 м - Австралия. Фото пока нет.
Антенны фирмы «Q-Mac» - Австралия.
Антенна фирмы «Q-Mac» QM7113 - Австралия.
Мобильный комплект фирмы «Q-Mac» QM9025 с антенной ML-90, длинна антенны: 1,8 м - Австралия.
Мобильный комплект фирмы «Q-Mac» QM7126 с антенной ML-91, длинна антенны: 1,8 м - Австралия.
Антенна фирмы «Barrett» - Австралия.
Антенна фирмы «Barrett» 2018 (3,9 - 12,2 МГц) - Австралия.
Антенна фирмы «SMC» - Англия.
Антенна фирмы «SMC» мобильная антенна АЗИ (3 - 15 МГц) - Англия.
Антенна фирмы «Comrod» - Норвегия.
Антенна фирмы «Comrod» HF230L_OTM (2 - 30 МГц) - Норвегия.
Антенна фирмы «LLC» - США.
Антенны фирмы «LLC» 1942-RT, 1942-TA, 1942-GM для военных - США.
Антенна фирмы «Icom» - Япония.
Антенны фирмы «Icom» АН-740 и АН-760 с опцией АН-5NV для NVIS - Япония.
Антенны фирмы «АМА» магнитная рамка - Германия.
Антенны фирмы «CIRO MAZZONI» магнитная рамка - Италия.
Антенна фирмы «CIRO MAZZONI» Baby, (6,6 - 29,8 МГц), диаметр излучателя: 1,0 м, вес: 16 кг - Италия.
Антенна фирмы «CIRO MAZZONI» Midi, (3,5 - 14,5 МГц), диаметр излучателя: 2,0 м, вес: 20 кг - Италия.
Антенна фирмы «CIRO MAZZONI» Maxy, (1,75 - 7,3 МГц), диаметр излучателя: 4,0 м, вес: 105 кг - Италия.
Антенны фирмы «MFJ» магнитная рамка - США.
Антенны фирмы «MFJ» MFJ-1786, (10 - 30 МГц) - США.
Антенна фирмы «РИМР» - Россия.
Антенна фирмы РИМР «Круг» (2 - 12 МГц), размер: 1,0 х 2, 1,5 м, - Россия.
Антенна фирмы «INAC» - Испания.
Антенна фирмы «Inac» AH-521 Mag.Loop (7 - 21 МГц) - Испания. Фото из интернета. .
Антенна фирмы «Inac» AH-1430 Mag.Loop (14 - 30 МГц) - Испания. Фото пока нет.
Антенна фирмы «Inac» AX-330 Mag.Loop (3 - 30 МГц) - Испания. Фото пока нет.
