Después de nuestra estancia en el espacio libre, es ahora tiempo
para volver cerca del suelo, y la forma suave de su incidencia , es útil
para asegurar que inicialmente nuestras antenas están totalmente
horizontales, planas al suelo, y todo lo que interfiere quitado.
Proporcionando la altura no demasiado baja, y asumiendo por el momento,
que nosotros estamos principalmente interesados en DX (qué normalmente
requiere un ángulo bajo de radiación relativo a la supefcie
de la tierra), es posible considerar la tierra como un reflector perfecto.
Poniendolo de otra forma, donde antes allí había una antena
ahora de hecho hay DOS, la segunda es la imagen de la primera.
Estas dos antenas están en antifase, de lo cual se deduce, que el
angulo de radiación, sólo existe en virtud del PHI entre la
diferencia de los focos y otros preformans de consideraciones ópticas,
(imagen real -imagen virtual,distancias etre focos, alturas entre los mismos
y un largo etcétera a considerar) .
Si la altura de la diferencia entre las alturas geométricas es igual
a Lambda/2, la onda directa y la reflejada se refuerzan proporcionando unos
6dB ganancia relativa a la propagacion en el espacio libre, pero reduciendo
la altura, o el ángulo de radiación , se reduce esta ganancia
en 3dB.
Para las aun más baja altura, la disminución en la fuerza
de las señales es directamente proporcional a la altura, e inversamente
al ángulo de radiación.
Para ayudar a relacionar ésto a las situaciones prácticas,
este punto con una cruz se aplica a DX atípico en 14MHZ, asumiendo
una altura de la antena a 50ft.
Esto se aplica igualmente a todos los tipos de antena horizontales, mientras
que invalida las creencias que una antena es buena porque "es bajo
el ángulo de radiación"
De hecho, ello significa ser la gran duda para valorar mientras que uno
no sabe los ángulos reales de radiación requeridos en cualquier
caso dado, y algún parámetro es por consiguiente desconocido.
Sin embargo, el autor ha encontrado que las predicciones del promedio relativo
a los condicionantes del DX, basados en que los ángulos de radiación
de 6%, son grandes, por la experiencia, aunque éste es una sobre
simplificacion.
No hay ninguna duda tanto que los más bajo ángulos serían
a menudo útiles para que sea en todo caso normalmente mejor erigir
las antenas tan alto como sea posible,dadas sus características.
Desgraciadamente, incluso en ausencia de planear restricciones u otros constreñimientos,
un aumento de altura más allá de, digamos, 50-70ft, normalmente
nos lleva a la subida bastante rápida de costos y las dificultades
prácticas para una ventaja relativamente pequeña.
Hay otros efectos de la tierra que (aunque relativamente triviales) han
dado lugar a un poco de confusión.
Por ejemplo , como la altura se varia hay interacción entre un dipolo
y su imagen de acuerdo con los datos de impedancia mutuos para dipolos paralelos,
y esto produce que la resistencia de radiación varie con la altura
de 0.6 lambda, especialmente es ventajoso teniendo en cuenta que la más
baja resistencia de radiación implica una corriente grande, y asi
como una gran señal, como la indicada por la antena y su imagen.
Este efecto es, sin embargo, demasiado pequeño para atropellar la
conveniencia general por DX de poner la antena tan alta como posible.
La variación de resistencia con antenas directivas en espacios cerrados
es debido a la proximidad de los campos en antifase existente uno debajo
del otro.
Partiendo de una "tierra perfecta" , a pesar de su validez para
el más bajo ángulo de las señales reflejadas, no es
aplicable a la incidencia vertical.A bajas alturas decimos que a menos de
lamda/4, en una antena horizontal, experimenta pérdidas bastatante
considerables, que son la causa de la resistencia de radiación, o
quizás podriamos decir la resistencia de radiación aparente,
partiendo del valor de tierra perfecto con parametros standarts.
Estas pérdidas a menudo son ignoradas en la literatura o incluso
olvidadas como significantes con lo cual las consecuencias serían
sumamente interesantes y de hecho algo dramático
Esto es porque a baja altura cerca de una tierra perfecta, la resistencia
de radiación varía con el cuadrado de la altura.
Partiendo en dos la altura, consecuentemente se dobla la corriente, para
que la señal de DX deba quedarse constante a una altura de lambda/4,
hasta que la antena esté casi rozando en el suelo por lo cual, corrientes
y voltajes serían muy grandes.
A propósito, ésto es otra versión por la que encontramos
que el diagrama de radiacion de pequeñas estructuras, es independiente
de las dimensiones, y es un gran consuelo, después de prestaratención
a tales perspectivas interesantes para ser la primera vez , esta atención
debe ser dirigida también a las pérdidas de tierra, a pesar
de algunas referencias, ello ha recibido poca atención en la literatura
a lo largo de los tiempos.
El autor despues de muchos esfuerzos descubrió que la resistencia
en el feedpoint de un lambda/2 llega a alcanzar un valor de 50 ohmios reduciendo
la altura y entonces empieza a subir de nuevo como se ha explicado anteriormente.
A pesar de la amplia variación en las constantes de la tierra y otras
variables como la frecuencia de operación, ahora parece ser acuerdo
general, en línea con la propia experiencia del autor, que la curva
de resistencia para la tierra real diverge significativamente de la "perfecta-tierra"
el caso, por debajo de una altura de 0.05 lambdas, pero empieza a incrementarse
poco a poco con el acercamiento a la tierra de acuerdo con las predicciones
teóricas, la impedancia del feedpoint que alcanza en la práctica
un típico valor máximo de 130 ohmios a unas pulgadas de altura.
Es importante, sin embargo, para comprender que esto no es la resistencia
de radiación, la cual tiende a zero con la altura zero; en otros
términos, la diferencia debe atribuirse completamente a las pérdidas
de tierra
Es comprometido acoplar solamente la impedancia del feedpoint, y la distinción
no tiene ninguna relevancia, pero respecto a las señales, la situación
es bastante diferente desde que la atenuación se aplica al ruido
así como los señales.Sigue (como el autor ha encontrado en
muchas ocasiones) que cuando hay una antena está muy baja , los contactos
no son recíprocos, las estaciones con antenas bajas pueden dar los
informes señalados mucho mejor que uno puede darlos.
La pérdida en terminos de potencia efectiva radiada puede estimarse
comparando las curvas con la h*2.
Ello exige que, el aumento de la resistencia puede prevenirse poniendo un
enrejado debajo la antena a una distancia de lambda/2 en todas direcciones,
pero en la banda de HF la provisión de tales pantallas grandes es
mala tarea y el valor práctico dudoso.
Como puede apreciarse por la geometría básica y la discusión
del Fresnel, el tal recorte de la pantalla no efecta al ángulo de
radiacion, contando solamente que ello solo afecta directamente la reducción
de la cercania del suelo bajo la antena como pérdidas por efecto
de cercania de tierra.
Sin embargo, cuando estos campos son de magnitud pequeña y nosotros
ya sabemos que una altura de 0.15 lambdas es un suplente adecuado, que para
unenrejado, mientras que también parece ser ningún dato verdadero
relacionando las dimensiones con la eficacia, contra mas pequeño
peor se tabaja el ensayo.
Para una altura de la antena de lambda/8, la ganancia esperada estaría
en la región de los 6dB, una malla de tamaño de 0.01 lambda
que es más adecuada que 0.025 lambdas, sólo aproximadamente
es 1dB peor, lo cual se deriva de la referencia, illustrado el efecto de
las pantallas y la practica y la teoría dan unos resultados muy similares.
Otra de las cosas interesante que ocurre a las antenas está determinado
por la posicion respecto al nivel de la tierra , asociado así mismo
con el cambio de Zo como se ha descrito anteriormente.
Éstos parecen haber evadido el atencion, pero tiene repercusiones
mayores en el procedimiento,proporcionando un nuevo metodo para la estimación
de las pérdidas de tierra y adercuar la manera para resolver en la
próxima sección algunos de los problemas de antenas verticales.
Puede establecerse que la Zo de las antenas está determinado por
la proporción de la longitud/diametro de los conductores y definitivamente
es independiente de la altura, excepto a alturas muy bajas, dónde,
por ejemplo, un hilo de media-onda puede ser considerado como un par de
lambda/4 con un retorno de tierra, por ello la Zo se obtiene de la proporción
de la altura/diametro es independiente de longitud.
Como un ejemplo, nosotros encontramos de...que para un antenna(2l/a=10*4
de HF típicos), ohmios de Zo=984.
A una altura de 1/10 de la longitud, se deduce de la ecuación Zo=276
log(2h/a), ësto es Zo=828 ohmios.
Consecuentemente hasta que no cambie la inductancia o el dieléctrico,
aire, la longitud resonante no es afectada e incluso el aumento probable
de SWR a 1.8 (la proporción de la impedancia) puede pasar bien inadvertido.
Luego suponga, la longitud del dipolo para ser sólo lambda/4, lo
cual significa que un reactancia inductiva de 984 ohmios que necesitta para
resonar, a bajas alturas este valor no es correcto si consultamos la carta
de Smith , resulta que debemos guardar datos, y ello proporciona un decremento
de 12% en frecuencia .
Observe ahora que como los aumentos de altura no producen cambios en la
frecuencia resonante; en otros términos, la primera fórmula
es totalmente aplicable para que la tierra no esté teniendo influencia
y no está causando ninguna pérdida por consiguiente.
Éste es por supuesto el punto en que las dos curvas divergen H y
V, y requeriendo para su determinación sólo un hilo cargado
(L o C, dependiendo adelante si el alambre es corto o largo) y un GDO.
Aunque dando sólo una indicación áspera, este método
es simple, muy instructivo, y consistente con los métodos más
directos de medida. Una conclusión importante se deduce del hecho
que el bajo nivel de puesta a punto de cualquier elemento que tiene una
magnitud apreciable en el plano vertical es el apropiado para ser una pérdida
de tiempo, que es cómo el efecto lque vimos al principio.
El elemento en cuestión era una V-invertida, y el problema de sintonizarla
estaba resuelto mintiéndolo horizontalmente, después la misma
técnica se usó con mucho éxito pora investigar el cambio
con la frecuencia y las distribuciones de corrientes alrededor, en la quad
y en la delta de varias dimensiones y la relación con el ancho de
banda.
Éste era el método usado para la evaluación loops multibanda
como es preceptivo.
Se puede haber notado en la discusión, que hay tres tipos de efecto-tierra
completamente diferentes que afectan al entorno.
a) reflexiones de alredor que determinan el pattern de radiación
vertical y de los preformans de actuación de DX de la antena.Éstos
involucran áreas de tierras que pueden extenderse a lo largo de la
antena, y mantienelos temas principales.(brickworks,TVI.......
b) Variaciones de la resistencia de radiación con la altura, que
puede ser exolicadas por la impedancia mutua entre la antena y su imagen
de de la tierra. Esto se ha interpretado a menudo erróneamente como
indicación de una altura adecuada, y porque (visto por debajo) los
elementos están cerca en antifase, el efecto considerablemente se
reduce en el caso de direccionales en espacios cerrados.
c) las Pérdidas asociadas con las corrientes que fluyen en la tierra
debajo de la la antena.Estas ocurren porque si la altura es lo suficiente
baja la capacitancia con tierra cada rama de la antena proporciona un camino
más fácil que el acoplamiento directo entre ellos.
Estas distinciones, como se verá, asuma la importancia agregada en
el caso de polarizacion vertical debido al predominio de más baja
altura el alcance aun mayor para la confusión.
Un ejemplo, esto proporciona por consejo en usar gran números de
radiales de plano-tierra .de su parecido con un apantallado de tierra esto
podria remover las pérdidas de tierra entre los espacios de sus puntas
conforme a las medidas recomendadas.
Con radiales del lambda/4 esto requeriría al menos 10-20, con un
máximo generalmente un maximo de 100, lo cual vale lo suficiente
salvo la disminución rápida de pérdidas con la altura;
una explanación de esto sería particularmente la radiación
del alimentador.
En el caso de polarizacion vertical encima de una tierra perfecta hipotética.La
antena y su imagen están en el misma fase y la maxima radiacion a
cero elevacion (por supuesto que alguna concesión puede tener que
ser hecha para la variación de resistencia de la radiación
con la altura como se ha mostrado.
En la práctica, no obstante, uno está más interesado
en la tierra real en que el caso la magnitud y fase de la reflexión
en la tierra, varían entre los límites anchos como antes hemos
analizado.
Debajo de cierto ángulos, análogo al ángulo de Brewster
en óptica y para la mayoría de áreas residenciales
aproximadamente 8 a 15º que dependen de las constantes de la tierra,
la fase del coeficiente de la reflexión se invierte y para los ángulos
muy bajos sus levantamientos es de magnitud la unidad.
De, en la ausencia de obstrucciones que tienen una componente vertical,
debería en principio tener ninguna diferencia entre la polarización
vertcal y la horizontal.Por encima de un rango de angulos, no obstante el
coeficiente de reflexion está normalmente sólo en la región
de 0.4-0.7, para que incluso a bajos angulos la cancelación de la
onda directa es incompleta y algun angulo bajo de radiación pueda
tener lugar.
La cantidad es demasiado pequeña para justificar las demandas a menudo-repetidas
que las antenas de polarización vertical son buenos radiadores de
bajo-ángulo, pero es lo bastante para permitir la comunicación
de DX , fiable, incluso cuando la altura se restringe severamente, particularmente,
si pueden congregarse varios radiadores para formar una direccional. Esto
es sumamente valioso en las más bajas frecuencias, dónde es
normalmente difícil con las antenas horizontales encontrar la altura
suficiente para ella radiación de bajo-ángulo eficaz.
No obstante, la polarización vertical se usa partcularmente encima
de agua del mar, que es subsecuentemente un caso especial su conductibilidad
es en alguno de los dos órdenes de magnitud que de otra tierra natural
o incluso el agua fresca, y esto reduce los Brewster orientantando el ángulo
a aproximadamente 2-3º.
El efecto general del ángulo de Brewster y las reflexiones imperfectas
son conocidas, teniendo en cuenta ,la tierra perfecta, la típica
y el angulo de Brewster, para un monopolo con base en tierra , lo cual con
su imagen parece un dipolo, la resistencia de radiación es la mitad,
porque la energía radiada se produce en la mitad de espacio.
El reemplazo del monopolo por un dipolo del lambda/2 sólo altera
a la magnitud que el dipolo y su imagen forman un par de collinear, proporcionando
una ganancia máxima de 3dB en los ángulos bajos
La radiación a ángulos más altos se restringe en acordancia
con el angulo de radiación, que el máximo ocurre a los .......
en los hilos; y la resistencia de radiación relativa a un dipolo
puede deducirse con la ayuda de la mutua impedancia.
Normalmente a las antenas verticales se les llama ground-plane, ha sido
discutido antes con algún detalle. En este caso una rama del dipolo
se ha reemplazado por un juego de radiales que mantienen un camino del retorno
para generar la corriente del campo opuesto de la antena pero generando
un campo opuesto que ellos están no-radiando.El diagrama de radiación
es esencialmente el de un dipolo acortado en un lambda /2 para que como
las longitudes la resistencia de la radiación se parta en dos (R)
es dividido por 4.
Si no puede efantizar demasiado que los radiales no tienen sentido de ser
como plano reflector, pero meramente una conveniencia práctica que
permiten colocar la base del radiador a cualquier altura sin tener que abrir
un agujero en la tierra, proporcionandio un rango muy más ancho de
opciones constructionales.Al nivel de tierra es idéntico con el monopole
vertical corto, la R siendo el doble debido al mutuo acoplamiento entre
la antena y su imagen.Esto lleva una vez más a la figura generalmente
aceptada de 36 ohmios, mientras proporcionando refutación extensa
de la aserción a menudo-repetida al mismo tiempo que R es independiente
de altura.
La proporción de disminución en R con la altura se incrementa
y de hecho es sumamente rápido, tomado como referencia que la impedancia
es función de la altura de la antena sobre el suelo.Esto muestra
las variaciónes de la resistencia del radiante con la altura para
cualquier lambda/4 del radiante vertical y está basado en el análisis
matemático riguroso sujeto a la asunción de una tierra ideal.
A cualquier lector que comparte la alergia del autor a las matemáticas,
puede gustarle conocer sin embargo, que la aproximación a ello puede
obtenerse por la integración gráfica, y tratando al radiador
y su imagen como una colinear. Esto, como hemos visto, es cómo tienen
que ser considerados, la figura de "aproximadamente 20 ohmios"
que también están en la línea con el pre-data de las
dimensiones publicadas son confusas al principio, por lo que se modifica
el entorno de "el ground-plane" ..
Habiendo establecido el "orden " de la antena vertical y su imagen,
se mantienen dos preguntas, el efecto de reflexiones de tierra y las pérdidas
de tierra.La diferencia más llamativa entre polarizacion H y polarizacion
V, depende del punto de vista práctico queda en el hecho que en el
caso de H la actuación de DX tiende a ser el predictable,mas o menos,
mientras que en el caso de V depende de la magnitud y " la fase del
coeficiente de la reflexión.
Lo mejor, las cantidades sólo puede suponerse bruscamente; también
el efecto de árboles y edificios es mucho mayor.La discusión
detallada de los efectos relativos es de varios tipos, la tierra "real"
y las diferencias entre esto y la "perfecta" la tierra ya se ha
visto antes. Afortunadamente, assumiendo la opción de poder disponer,
los méritos relativos a la polarización H y polarizacion V
en un ambiente dado normalmente, puede evaluarse cuál es lo aconsejable
con una prueba simple de antenas.