Навигация
Реклама
Реклама

АйкПетринский ефект

Отже, це сталося в травні 2001 року, під час радіоекспедиції UR-QRP-C на плато Ай-Петрі. Ми використовували спеціальний позивний сигнал EM5QRP. Для роботи на коротких хвилях ми встановили дві антени. Одна антена була звичайним довгим проводом завдовжки 55 метрів. Друга антена була вертикальної антеною марки GPA-30 фірми Fritzel. Більш детальну інформацію про наших антенах, про способи їх установки і про розміщення експедиції в притулку можна знайти в [1]. Отже, це сталося в травні 2001 року, під час радіоекспедиції UR-QRP-C на плато Ай-Петрі

Хоча основна частина плато лежить всього лише на 1200 метрів вище над рівнем моря, на плато часто лежать хмари. Вони постійно опускаються на Ай-Петринської плато з неба. Потім за допомогою вітру повільно переміщаються по плато в різних напрямках. Буває, що протягом 5 хвилин може світити сонце, потім на плато сідає хмара, йде дощ, це хмара проносить вітром, і потім знову світить сонце.

Хмара не вибирає, в який бік йому подорожувати по плато. Часто ми стояли близько притулку і спостерігали, як хмари важливо проходять повз нас по плато, в стороні від нас спускаються на плато, або перевалюються через плато в бік Ялти. Якщо хмара переміщається по плато в стороні від антен, то на роботу радіоекспедиції це не впливає. Але, якщо хмара сідає прямо на антени, то робота радіостанції на передачу стає неможливою. В нашій радіоекспедиції ми це називали "АйкПетринский ефект" в роботі антен.

Спочатку я думав, що причина періодичного погіршення прийому і передачі на радіостанції нашої радіоекспедиції була в поганих контактах в антенних клемах узгоджувального пристрою. Провід антени і заземлення неодноразово ретельно зачищають і клеми туго закручувалося. Навіть як би спостерігався уявний ефект від цих дій. Відкрутив контакти, почистив дроти, туго закрутив контакти, і робота радіостанції нібито знову відновилася. Але скільки разів контактів не захищалися, прийом і передача на нашій радіостанції періодично пропадала і з'являлася знову. Очевидно все ж що справжня причина періодичного погіршення роботи радіостанції була не в цьому, не в поганих контактах ...

Очевидно все ж що справжня причина періодичного погіршення роботи радіостанції була не в цьому, не в поганих контактах

Однак незабаром нами була відкрита таємниця цього явища. У той момент, коли на наші антени сідало хмара, я знаходився біля притулку, де була розташована наша радіостанція. Відразу я почув, як хлопці кажуть, що проходження пішло. Згодом ми неодноразово перевіряли вплив хмар на антени. Сідає на антени хмара, все, немає зв'язків. Прогнав вітер хмару, відразу пішли радіозв'язку. Що ж відбувається, коли хмара закриває антену? Чому хмара так сильно впливає на роботу антени? Тут присутні кілька причин, які ми розглянемо нижче.

Діелектрична проникність хмари відрізняється від діелектричної проникності повітря, яка дорівнює 1. В результаті цього, коли хмара сідає на антену, антена виявляється вміщеній в діелектрик. Внаслідок цього, її електрична довжина змінюється, що призводить до зміни резонансної частоти антени. Також змінюється вхідний опір антени. Це відбувається за дуже короткий час, буквально за дві-три хвилини. При цьому струм антени на високочастотному амперметр узгоджувального пристрою за цей час змінюється в кілька разів! Звичайно, неможливо забезпечити підстроювання узгоджувального пристрою слідом за змінами параметрів антени ...

Але зміна резонансної частоти (і отже вхідного опору) антени в хмарі виявилася тільки однієї зі сторін цього неприємного явища. Інший, більш шкідливою стороною "Ай-петрінського ефекту" виявилася екранування хмарою антени. Хмара складається з мільярдів крихітних крапельок, кожна з яких до того ж може нести невеликий негативний відносно поверхні землі заряд. Отже, вологе хмара не є ізолятором як повітря. Це якась маса речовини, яка володіє деякою провідність, та ще й має негативний щодо землі заряд. І ось ця маса речовини накриває наші антени ... Накриття хмарою антен напевно можна порівняти з накриванням антен металевим листом. Ще кілька хвилин тому міг бути чудовий прийом, а через пару хвилин, коли густа хмара накривало наші антени, прийом на всіх діапазонах міг повністю припинитися. Цей ефект спостерігався переважно в денний час, коли білі хмари накривали антену.

Цей ефект спостерігався переважно в денний час, коли білі хмари накривали антену

Нами було відмічено, що коли чорна хмара накривало наші антени, то прийом хоча і слабкий все ж був присутній. Це для мене залишається загадкою. Чорна хмара зазвичай більш густе, ніж біле. Коли знаходишся в чорну хмару, таке враження що знаходишся в дрібному душі. З усіх боків оточений мікроскопічними крапельками води, які сідають на одяг, волосся, залазять в легені ... А впливає чорна хмара на радиоприем набагато менше білого хмари.

У нічний час повного припинення прийому за рахунок хмар не спостерігалося. Зазвичай тільки проявлявся ефект розладу антен через те, що хмара сідало на антени або проходило через них. Струм антени на амперметр узгоджувального пристрою при цьому плавав. Прийом ставав незадовільним. Доводилося тимчасово припиняти роботу на радіостанції і перечікувати, коли вітер здує хмари з наших антен.

Чи стикалися з ефектом впливу хмари на роботу радіостанції та інші радіоаматори, які працювали в гірських умовах. Ось що пише Андрій Блінушов / UA3SGV про роботу з гірського походу по Хібінах в 2002 році [2].

"11 серпня група йшла в триденне кільце, і я пританцьовував від нетерпіння - скоріше до трансивер! Через годину з Часночорр в цирк спустилося густа хмара, що несе дрібну дощову суспензія. І все, за цілий день - тільки 14 зв'язків. Згадав в той момент опис радіоекспедиції на кримську гору Ай-Петрі Ігоря Григорова [1]. Коли читав - дивувався, сідало у них на гору велику таку хмару - зв'язок практично припинялася. Я з таким явищем зустрівся вперше ... "

"АйкПетринский ефект" змусив нас відмовитися від установки спрямованих дротяних антен, які я взяв з собою. Дійсно, більшу частину часу Ай - Петринської плато вкрите хмарами. Покриті хмарами і наші антени ... Який сенс встановлювати спрямовані складні антени, які більшу частину часу будуть непрацездатні. В хмарі елементи спрямованих дротяних антен типу YAGI матимуть зовсім не ті резонансні частоти, які необхідні для їх нормальної роботи. Отже, говорити про яку-небудь діаграмі спрямованості цих антен було б безглуздо. Не допомогли б нам антени з фазованим харчуванням. Через те, що хмари мають непостійну діелектричну проникність за своїм обсягом, і через те, що ці хмари постійно переміщаються через наші антени, електричне відстань між елементами антени теж буде постійно змінюватися. Отже, діаграма спрямованості такої фазированной антени буде змінюватися по невідомому закону.

Ось чому для роботи в нашій радіоекспедиції на Ай-Петрі ми могли використовувати тільки прості одноелементні антени.

Електротехнічне заземлення антен

Був ще один дуже неприємний ефект при посадці хмар на антену. Він проявлявся у вигляді сильних електричних перешкод. При білих хмарах, які екранували наші антени, в приймальнику часто спостерігався суцільний тріск, що переходить в хрипкий свист, або сильний білий шум. У радіостанції Р-143, яку ми використовували для роботи з експедиції, антена не була електрично з'єднана з корпусом передавача. В результаті цього робота цієї радіостанції в умовах білого хмари з-за сильних електростатичних перешкод була практично неможлива. Дотик рукою до антени викликало сильний електричний удар. Неонова лампочка, піднесена до антени, світилася. Якщо при цьому антену за допомогою плоскогубців (акуратно і обережно!) З ізольованими ручками відключити від радіостанції і наблизити до її корпусу, між антеною та корпусом радіостанції проскакували іскри. При накопиченні антеною великого статичного потенціалу було б можливо пошкодження цієї радіостанції.

Це показує, наскільки важливо мати електричне заземлення антени на корпус передавача або узгоджувального пристрою. У всіх моїх саморобних трансиверах і в моїх узгоджувальних пристроях антена була електрично заземлена на землю. Зазвичай я для цього використовую резистор опором 100 кіло і потужністю 2 вати. Цей резистор включений між антеною та корпусом пристрою. Необхідно особливо зупинитися на необхідності наявності електротехнічного заземлення. Корпус передавальної апаратури повинен мати хороше електротехнічне заземлення. У нашому випадку було неважко здійснити таке заземлення. Притулок мав металеву обшивку, дах притулку була металевою, близько притулку перебувала велика металева цистерна. Всі ці речі були з'єднані між собою товстими металевими куточками. Нам залишалося тільки підключитися до будь-якого близького до нас металу і відмінне електротехнічне заземлення було гарантовано. Ми підключилися до металевої даху. Це для нас виявилося найбільш простим.

Нами був відзначений ще дуже цікавий момент при накриванні хмарою наших антен. У моєму згоди пристрої, який ми використовували в нашій радіоекспедиції на Ай-Петрі, був встановлений індикатор струму антени. Іноді, коли густе біле хмара швидко проходило через наші антени, висока напруга, яка з хмари на антену і далі на землю, який показував амперметр узгоджувального пристрою, досягав ста міліампер! Зрозуміло, що в цих умовах говорити про будь-яке прийомі було повністю безглуздо. У навушниках стояв суцільний тріск і рев.

От би цей непотрібний струм, між хмарою і землею пустити на корисні потреби. Наприклад, на підзарядку акумуляторів. Як би не фантастично ця ідея не звучала, але такий великий струм між антеною та землею цілком здатний робити не тільки перешкоди прийому, але також і добрі справи, наприклад, заряджати акумулятори.

АйкПетринский ефект взимку АйкПетринский ефект взимку

У грудні 2001 року UR-QRP-C теж організував експедицію на Ай-Петрі. Ця експедиція була організована на честь сторіччя проведення Першої трансокеанський радіозв'язку Г. Марконі. Ми використовували спеціальний позивний сигнал EN100GM. Для роботи в ефірі з експедиції на коротких хвилях ми використовували дві антени. Одна з них була антена типу довгий провід. Ця антена за своєю конструкцією була практично така ж, як ми використовували навесні 2001 року. Її довжина була 55 метрів, верхній кінець цієї антени був закріплений на ту ж щоглу рятувальників. Друга антена, яка використовується нами, була CB-диполь. Кожне плече цього диполя було довжиною 2,7 метра, диполь був запитан через товстий коаксіальний кабель хвильовим опором 75 Ом. Довжина коаксіальногокабелю від антени до узгоджувального пристрою дорівнювала 8 метрів. Ця антени задовільно працювала на високочастотних діапазонах 10-20 метрів. Кожна з цих антен підключалася до нашої передавальної апаратури (трансивер типу К-116 і радіостанція Р-143) через своє окреме пристрій, що погодить. Схеми цих узгоджувальних пристроїв наведені в літературі [3], стр.193-195. У кожному з цих узгоджувальних пристроїв антена була електрично з'єднана з землею.

І знову ми зіткнулися ефектом впливу зовнішніх метеорологічних умов на роботу антен! На цей раз цей ефект надавав сніг. Майже постійно під час нашого перебування на Ай-Петрі йшов сніг. Це було дуже гарне видовище, коли великі білі сніжинки повільно падали на землю. Великі снігові хмари бродили по АйкПетринский плато. Після проходження хмари ми залишалися обсипані білим снігом.

Але, кожна така сніжинка несла на собі невеличкий негативний заряд. Дотик такий зарядженої сніжинки до антени супроводжувалося дуже слабким клацанням в навушниках трансивера. А коли під час густого снігопаду одночасно 10, 20, або 100 сніжинок стикалися з антеною, клацання був у багато разів сильніше. Вірніше, стояв постійний то слабшає, то посилюється тріск.

Під час же сильну заметіль, коли сніговий потік обволікав нашу антену, через тріску, що стоять в навушниках, було просто неможливо працювати в ефірі. Коли заметіль була дуже сильною, з'являвся атмосферний струм між антеною та землею. Цей струм дуже впевнено реєстрував наш амперметр, розташований на згоду пристрої. Але струм цей не був настільки значний, як навесні, коли білі хмари проходили через наші антени. Сніг викликав струм на високочастотному амперметр узгоджувального пристрою не більшою за 10 міліампер.

Однак під час снігопадів ми не спостерігали повного припинення прийому, як це було навесні, коли біла хмара сідало на наші антени. Але звичайно, що при сильному тріску в навушниках, працювати в ефірі важко. І все ж, до тріску в навушниках через пару днів ми з працею, але адаптувалися. Отже, сухий сніг вже не дуже сильно заважав нашій роботі в ефірі. Найбільш сильно заважав нашій роботі трохи вологий сніг. Вологий сніг рідко ніс на собі негативний заряд, і при зіткненні з антеною таких сніжинок в навушниках трансивера не було клацань. У той час коли йшов вологий сніг в ефірі стояла тиша. Втім, це була оманлива для нас тиша. Вологий сніг налипав на наші антени, поступово роблячи їх все більш і більш товстими. Зрештою, наші антени за своїм виглядом нагадували товстих білих екзотичних змій, які невідомо як заповзли на Ай - Петринської плато ...

Отже, через деякий час снігопаду антени виявлялися одягненими в товстий сніговий рукав. Або, що, те ж саме, в товстий діелектричний рукав. Діелектрична проникність снігу, а тим більше трохи вологого снігу, істотно вище 1. Звичайно, цей сніжний рукав на антені міняв електричну довжину антени, яка залежала від товщини цього снігового покриття. Міняв сніг вхідний опір антен. Тому під час такого снігопаду, у міру налипання снігу на дроти антен, настройка антен весь час змінювалася. Практично постійно доводилося підлаштовувати погоджують пристрої кожної з антен.

Після дуже сильного налипання снігу на антену пристрій, що вже не допомагало. Антенний струм плавав під час передачі. Працювати на таку сильно обліплену снігом антену на малій потужності було просто неможливо. Тому доводилося брати в руки довгу палицю, тепло одягатися і йти обтрушувати антени від снігу. Після цього вони, знову до подальшого налипання на них снігу, працювали якийсь час. Як правило, обтрушувати сніг з антен доводилося кілька разів в день. Під час рясних снігопадів доводилося їх обтрушувати майже через кожну годину.

Під час рясних снігопадів доводилося їх обтрушувати майже через кожну годину

Снігу на Ай-петрінськом плато було дуже багато. Для отряхивания антен доводилося плисти крізь сніг. Стоячи де по пояс в снігу, а де і по груди, ми били цієї довгою палицею по нашим антен. При не дуже вдалому ударі сніг з антени потрапляв за комір, за очки, ліз в ніс, вуха і в рот. Що сумно, вже через півгодини протоптані нами сліди біля антен засипав сніг. При наступному отряхивании антен від снігу, знову доводилося йти по пояс у снігу і знову торувати нову доріжку ...

Після отряхивания антен ми поверталися обліплені снігом, як великі живі сніговики, і швидше бігли грітися біля каміна. Сніг був в кишенях куртки, у взутті, в рукавах. Звичайно, обтрушувати сніг з антен ми могли тільки в світлий час доби. Вночі, видимість в світлі ліхтаря під час снігопаду становила кілька метрів. Йти, по пояс і по груди в снігу в будь-яку зі сторін від притулку, в цей час було небезпечно. Тому, вночі ми зазвичай не працювали в ефірі. Нагадаю, що навесні практично щоночі наша радіостанція звучала в ефірі. Взимку сніг нам не дозволив робити це.

Вранці, наші антени від налиплого на них за ніч снігу схилялися майже до самої землі, або вірніше, до снігу, що лежить на ній. Товщина снігу, налиплого на антени і на коаксіальний кабель диполя, досягала іноді 20 сантиметрів в діаметрі. Щоранку я з жахом думав, що наші антени не витримають снігу і обірвуться. Відновити антени в умовах постійного снігопаду було б дуже складно. Металева щогла, на яку я повісив антену типу довгий провід, вже на другий день нашої експедиції покрилася крижаною кіркою, і залізти на неї вже було неможливо. Дах обледеніла і покрилася товстим шаром снігу. Залізти на цей дах теж вже було неможливо. Отже, неможливо було б відновити диполь на даху. Коли ми завершили експедицію і покидали АйкПетринский притулок ми залишили наші антени висять на своїх місцях ...

Вранці налаштувати обліплену снігом антену було дуже важко, якщо сказати, що неможливо. Струм антени плавав, прийом спільно з цією антеною теж був незадовільний. Тільки після отряхивания антени від снігу вона починала працювати ... І станція EN100GM знову звучала в ефірі.

література

1. І. Григоров Експедиція за хмари www.qsl.net/us1rsh

2. А. Блінушов. Експедиція в гори Заполяр'я. Хібіни - 2002. www.mountain.ru

3. І. Григоров. Антени. Налагодження та узгодження. - М .: ІП РадиоСофт, 2002 - 272 с. ISBN 5-93037-087-7

Що ж відбувається, коли хмара закриває антену?
Чому хмара так сильно впливає на роботу антени?
#
Пользовательское соглашение | Copyright © 2016 Все права защищены.