Выбор конструкции антенны для базы в частном доме

[Rowdy]

Всем привет! Прошу совета.
Чего хочу: поиграться со связью в сельской местности между домом и абонентом с портативкой в окрестностях.
Обстоятельства: Имеется автомобильная гибкая штыревая антенна 130 см с 50-ти -омным кабелем длиной 3.85 метра, с выдвигающимся наконечником d2 мм (видимо, для тонкой подстройки КСВ).

Автомобиля, к которому её возможно было бы прикрутить, нет; зато в наличии в сельской местности двухэтажный кирпичный дом; крыша с мягкой кровлей, вся конструкция кровли деревянная. Мансарда была утеплена с применением плёнки с отражающим напылением (это не фольга, но некое количества металла там есть).
Задача: установить антенну (эту или другую) на мансарде (не хочу светиться перед соседями - село-с).

Вопрос 1: Чем ЛУЧШЕ заменить крышу автомобиля? Требуется ли лист металла (оцинковки, или дверь от холодильника) или достаточно нескольких противовесов из провода (и какой длины и толщины - провод витой пары подойдёт?)?
Вопрос 2: доступная высота на мансарде 2.8 м., длина по потолку 5 м., по полу ок. 7 м.; крепить антенну возможно либо непосредственно на асбестовую трубу дымохода, либо на деревянные конструкции - как лучше (если без металлического листа, а только с противовесами)?. Возможно, мне лучше сколхозить чтетвертьволновой штырь с противовесами или диполь?
Если четвертьволновой штырь от пола до потолка и противовесы по полу (деревянному) положить, нормально будет - или непременно 135 градусов к горизонту? Если непременно должен быть угол 135, то центр антенны придётся поднимать, при этом длина штыря уменьшится.
Сейчас сделал из витой пары по 3 метра штырь и 4 противовеса по полу положил; разговоры каких-то арабов или турок (!) слышу, но и только. Связь с абонентом в окрестностях в таком варианте не проверял.
В интернетах ответ рыл, но сути не уловил.

[Prof]

Вопрос 1: Чем ЛУЧШЕ заменить крышу автомобиля? Требуется ли лист металла (оцинковки, или дверь от холодильника) или достаточно нескольких противовесов из провода (и какой длины и толщины - провод витой пары подойдёт?)?

Несколько проволочных противовесов будут практически равны листу металла, в теоретические нюансы предлагаю не углубляться, т.к. практического значения они не имеют. Противовесов нужно побольше, но практически более четырех обычно не делают, дальнейший прирост мало заметен, а чаще всего вообще три. Если противовесов два или один, то отличия от листа металла уже будут заметны и на практике, однако это тоже работоспособная конструкция; такие антенны есть и фабричного производства (необязательно для СиБи). Провод годится в принципе любой, при бытовых мощностях толщина значения не имеет - более толстый провод теоретически имеет меньшие потери (на практике неважно) и более широкую полосу работы антенны (для узкого диапазона СиБи практически неважно). Если брать витую пару, то во избежание неожиданностей лучше с обоих концов все восемь жил соединить впаралель.

Если четвертьволновой штырь от пола до потолка и противовесы по полу (деревянному) положить, нормально будет - или непременно 135 градусов к горизонту?

Угол влияет на волновое сопротивление антенны. Можно сделать прямой угол - противовесы горизонтально на полу, вертикал, соответственно, вертикально. На работу антенны это никак не повлияет, просто КСВ будет в районе 1.5 (все, что меньше 2, можно считать хорошим согласованием, а меньше 3 - допустимым, все еще безопасным для станции и большинства усилителей). Есть способы подогнать КСВ до единицы, но для новичка без приборов и понятия, что делать, это будет напрасным уводом в сторону, поэтому просто забить и пользоваться.

Если непременно должен быть угол 135, то центр антенны придётся поднимать, при этом длина штыря уменьшится.

Лучше так не делать. Вертикал должен быть минимум четвертьволновым. Чем длиннее, тем лучше, но не более чем приблизительно 5/8 - длина, скажем, в 3/4, уже довольно неудачная и хуже, чем 1/4, хотя с точки зрения КСВ все отлично. Укороченные антенны, типа автомобильных штырей, работают намного хуже полной четверти. Не нужно пытаться делать антенну длиной, отличной от 1/4, т.к. хотя она может иметь лучшие параметры, без приборов и понимания, что делать, настроить ее не получится. А антенна длиной 1/4 скорее всего заработает более-менее сносно и без настройки, если правильно выдержать расчетные размеры и не заниматься самодеятельностью.

Сейчас сделал из витой пары по 3 метра штырь и 4 противовеса по полу положил

Это избыточная длина. Точно подобрать длину можно только по прибору. Должно получиться что-то в районе 2,7м и для вертикала, и для каждого из противовесов.

разговоры каких-то арабов или турок (!) слышу, но и только.

Это хороший симптом.

Связь с абонентом в окрестностях в таком варианте не проверял.

Портативному абоненту тоже желательно использовать приличную антенну, т.к. комплектные к большинству портативок такое фуфло, что и ругательства толком не подберешь.

В интернетах ответ рыл, но сути не уловил.

Суть в теории антенн в частности и теории распространения радиоволн вообще. Там много чего, в чем не разобраться на пальцах или пользуясь только общими представлениями о здравом смысле.

[Rowdy]

Спасибище за столь подробный ответ!

Если брать витую пару, то во избежание неожиданностей лучше с обоих концов все восемь жил соединить впаралель.

Т.е. нужно сделать такое себе колесо, в котором по периметру идёт провод, на который припаяны концы всех жил противовесов? в центре они и так спаяны.
Значит, и для автомобильной антенны тоже достаточно на основание присоединить подобное колесо и электрически это будет вполне себе модный автомобиль? Отчего тогда так все не делают на автомобильных антеннах, которые не охота врезать в центр крыши?

Я пост вчера редактировал-редактировал, да не выредактировал, так что несколько важных вещей остались не уточнёнными:
1) Правильно я понимаю, что асбестовая труба дымохода (диаметром около 25 см), по которой проходит мой "штырь", практически радиопрозрачна и никак не влияет на параметры приёма-передачи? Или всё-таки меняет диаграмму направленности?

2) у меня ещё две трубы из нержавейки выходят над крышей дома моего, дымоход и вентиляция, наружным диаметром сантиметров по 35 и 25, на расстоянии метров 5 одна от другой, электрически изолированные (т.е. ни с чем не соединённые). Это самые высокие доступные точки; нет ли смысла попытаться их как-то использовать?

3) Над потолком мансарды есть ещё глухое пространство под коньком. Если попыхтеть, то можно поднять штырь туда ещё на метр (не доходя до нижнего края металлической части дымохода) - это, предположительно, имеет смысл, однако при этом основания противовесов метра на полтора поднимутся и им будет придан некоторый угол, при этом образуется отличное противопехотное проволочное заграждение на мансарде. Диаграмма направленности от этого станет несколько более горизонтальной, верно?

3) Ещё: есть возможность верхний конец штыря с трубой электрически соединить, чтобы в сумме было 2.7 м. (или несколько меньше из-за утолщения) - стОит ли? понятно, что, если электрически не соединять, а тупо механически по трубе вывести (не выше уровня трубы, то труба будет создавать паразитную ёмкость и связь сильно ухудшится.

4) Штырь с противовесами никаким резистором не нужно соединять? Заземлять эту конструкцию не требуется? Нюанс: на 2 метра выше уровня этих дымоходно-вентиляционных труб на расстоянии 20 метров проходит локальная линия электропередачи на заземлённых жб столбах, так что молний мы как бы не боимся (возможно, напрасно))).

5) По периметру крыши идёт металлический жёлоб водостока с габаритами 11.8 метров со всех четырёх сторон; три вертикальных спуска водостока до земли (их можно заземлить). Есть ли смысл использовать его, электрически соединив стальные секции, - целиком или частью - в качестве суррогатной антенны (вот в принципе? для CB в частности и - между делом и на дальнюю перспективу - в качестве четвертьволнового вибратора для 40-метрового диапазона )? Уж очень габариты подходящие. Вряд ли будет ли работать антенна, если провод проложить по этому жёлобу. А вот если закрепить на верхней наружной кромке жёлоба?

Вертикал должен быть минимум четвертьволновым. Чем длиннее, тем лучше, но не более чем приблизительно 5/8 - длина, скажем, в 3/4, уже довольно неудачная и хуже, чем 1/4

11/4=2.75, это всё же минимум или таки идеал? 11*5/8=6.87 Т.е. нормальная длина - это между 2.75 и 6.87?

Портативному абоненту тоже желательно использовать приличную антенну

"Приличная антенна" для "портативного абонэнта" - это вообще отдельная пестня будет, уж не здесь.
Надеюсь, я не злоупотребляю доброжелательностью?

[Prof]

Спасибище за столь подробный ответ!

Ну, по мере возможностей.

.е. нужно сделать такое себе колесо, в котором по периметру идёт провод, на который припаяны концы всех жил противовесов? в центре они и так спаяны.

Нет, я имел в виду соединить в точке припаивания к кабелю и на противоположном свободном конце. Колесо делать не нужно, это ничего не даст.

Значит, и для автомобильной антенны тоже достаточно на основание присоединить подобное колесо и электрически это будет вполне себе модный автомобиль?

В общем да.

Отчего тогда так все не делают на автомобильных антеннах, которые не охота врезать в центр крыши?

Это имеет значение для неметаллических крыш. О влиянии месторасположения антенны на обычном металлическом автомобиле на диаграмму направленности есть соответствующий материал у нас на форуме.

Я пост вчера редактировал-редактировал, да не выредактировал, так что несколько важных вещей остались не уточнёнными:
1) Правильно я понимаю, что асбестовая труба дымохода (диаметром около 25 см), по которой проходит мой "штырь", практически радиопрозрачна и никак не влияет на параметры приёма-передачи?

Да.

2) у меня ещё две трубы из нержавейки выходят над крышей дома моего, дымоход и вентиляция, наружным диаметром сантиметров по 35 и 25, на расстоянии метров 5 одна от другой, электрически изолированные (т.е. ни с чем не соединённые). Это самые высокие доступные точки; нет ли смысла попытаться их как-то использовать?

Заочно ответить невозможно. Скорее всего они будут несильно мешать работе антенны, а чтобы оценить возможность использовать их в качестве антенны надо больше инфы. Теоретически да, практически может оказаться нецелесообразно.

3) Над потолком мансарды есть ещё глухое пространство под коньком. Если попыхтеть, то можно поднять штырь туда ещё на метр (не доходя до нижнего края металлической части дымохода) - это, предположительно, имеет смысл, однако при этом основания противовесов метра на полтора поднимутся и им будет придан некоторый угол, при этом образуется отличное противопехотное проволочное заграждение на мансарде. Диаграмма направленности от этого станет несколько более горизонтальной, верно?

Диаграмма не изменится от угла противовесов. Диаграмма может незначительно измениться от изменения высоты над землей. Скорее всего, если это технически сложно, то заниматься нецелесообразно.

3) Ещё: есть возможность верхний конец штыря с трубой электрически соединить, чтобы в сумме было 2.7 м. (или несколько меньше из-за утолщения) - стОит ли? понятно, что, если электрически не соединять, а тупо механически по трубе вывести (не выше уровня трубы, то труба будет создавать паразитную ёмкость и связь сильно ухудшится.

Скорее лучше соединить, но мало инфы, не могу быть уверен. Соединение должно быть электрически надежным.

4) Штырь с противовесами никаким резистором не нужно соединять?

Нет, это ничего не даст.

Заземлять эту конструкцию не требуется?

Если это наивысшая незаземленная точка, то требуется.

Нюанс: на 2 метра выше уровня этих дымоходно-вентиляционных труб на расстоянии 20 метров проходит локальная линия электропередачи на заземлённых жб столбах, так что молний мы как бы не боимся (возможно, напрасно))).

Слишком далеко, это уже не работает как молниеприемник. Если бы ближе и существенно выше, то да, свою уже можно было бы не заземлять.

5) По периметру крыши идёт металлический жёлоб водостока с габаритами 11.8 метров со всех четырёх сторон; три вертикальных спуска водостока до земли (их можно заземлить). Есть ли смысл использовать его, электрически соединив стальные секции, - целиком или частью - в качестве суррогатной антенны (вот в принципе? для CB в частности и - между делом и на дальнюю перспективу - в качестве четвертьволнового вибратора для 40-метрового диапазона )? Уж очень габариты подходящие. Вряд ли будет ли работать антенна, если провод проложить по этому жёлобу. А вот если закрепить на верхней наружной кромке жёлоба?

Вкратце нет. Детально - поговорим потом отдельно.

"Приличная антенна" для "портативного абонэнта" - это вообще отдельная пестня будет, уж не здесь.

ОК

Надеюсь, я не злоупотребляю доброжелательностью?

У нас не обижают новичков, которые хотят разобраться и постепенно перерасти в категорию тех, кто уже и сам сможет помогать будущим новичкам.

[Rowdy]

Rowdy писал(а):
Заземлять эту конструкцию не требуется?

Если это наивысшая незаземленная точка, то требуется.

А как определить на счётчике или на щитке в доме, качественное ли заземление (сделали когда-то электрики)? Мультиметр есть. И какой толщины проводом соединять массу (или центральную жилу антенны - ?) с землёй на щитке?

[Prof]

Не-не-не, молниезащита должна оканчиваться контуром заземления, а не электрическим щитком!

[Rowdy]

Не-не-не, молниезащита должна оканчиваться контуром заземления, а не электрическим щитком!

Даже заземлённый щиток?
Мне кажется, этот момент достоин занесения в FAQ по СВ.
Вот так незаметно и мимолётно я попал на организацию заземления.
При ударе молнии до какой температуры нагревается провод, ведущий к заземлению? К примеру, медный многожильный d4 мм?
Тут уместна реклама траншеекопателей)).

[Prof]

Даже заземлённый щиток?

Щиток не является частью контура заземления.

Мне кажется, этот момент достоин занесения в FAQ по СВ.

Да, думаю.

Вот так незаметно и мимолётно я попал на организацию заземления.

Вероятность разряда молнии в антенну крайне мала. Многие всю жизнь не заземляются и ничего не происходит ни с ними, ни со знакомыми, ни со знакомыми знакомых. Но это не значит, что произойти не может в принципе.

При ударе молнии до какой температуры нагревается провод, ведущий к заземлению? К примеру, медный многожильный d4 мм?

Затрудняюсь сказать, провод может расплавиться или вообще испариться.


Обычно заземляют антенну потому, что она - наивысший проводящий объект. Но я так понял, что на крыше есть какие-то металлические объекты выше будущей антенны? Вот именно их, полагаю, и следует заземлять, а антенну можно тогда оставить под их прикрытием. По этой причине не заземляют комнатные, балконные и тому подобные антенны - просто не нужно.

[Rowdy]

Щиток не является частью контура заземления.

Короче, это надо тему устройства заземления изучать и искать правильных электриков.

Многие всю жизнь не заземляются и ничего не происходит ни с ними, ни со знакомыми, ни со знакомыми знакомых.

Угу. У родственников месяц назад где-то в щитке в подъезде пятиэтажной хрущёвки от ветхости вывалился из крепления провод и упал на другие провода. У всех соседей по стояку погорела ВСЯ электроника - телевизоры, радиоприёмники, компьютеры, роутеры... Из телевизора так аж дым синий пошёл. Один только героический советский холодильник не поддался панике, не сгорел и не отступил ни на шаг! Телевизор и приёмник удалось отремонтировать.
Теперь у мамы стоит защитное реле на входе в квартиру. И локти покусаны - ну чо ж давным-давно не поставили такую релюшку, ведь копейки стоит?.. Эх...
Так что, мню, намного-намного дешевле стелить солому ДО наступления СОБЫТИЯ.

Затрудняюсь сказать, провод может расплавиться или вообще испариться.

Надеюсь никогда не увидеть этого своими глазами))

металлические объекты выше будущей антенны? Вот именно их, полагаю, и следует заземлять

Полагаю, вы правы.

[Prof]

Короче, это надо тему устройства заземления изучать и искать правильных электриков.

Хинт: правильных инженеров-электриков сначала, а уже потом, с проектом на руках, электриков-монтажников.

Угу. У родственников месяц назад где-то в щитке в подъезде пятиэтажной хрущёвки от ветхости вывалился из крепления провод и упал на другие провода.

Это немного другое.

Из телевизора так аж дым синий пошёл.

Общеизвестно, что электроника работает на этом дыме, и если дым выходит, прибор перестает работать.

Один только героический советский холодильник не поддался панике, не сгорел и не отступил ни на шаг!

Краткосрочную перегрузку он выдержит, а дальше или вводной автомат отключится, либо собственный термопредохранитель.

Надеюсь никогда не увидеть этого своими глазами))

Да, лучше по телевизору. Не без интереса посмотреть, как на испытательных стендах пропускают большие токи через проволоку и как она с оглушительным грохотом (потому что это взрыв по сути) испаряется.