Радиочастотное заземление для 40-метровой вертикальной зонтичной антенны

[Иван]

Спасибо Вам большое!
Вот уж, просветили, так, просветили!

Можно как то обойтись без сарказма. К чему это тут?
И немного ва сторону. Желательно, чтобы правила были одни для всех. Те, кто их пишут, должны относиться к их соблюдению не менее, если не более щепетильно, чем те, кого они хотят принудить их соблюдать. Ну, это если хотите создать здорровую обстановку для обсуждения. А не тоталитарный феодальный режим по лычкам и понятиям.

Предложите Вы.

Уже предложил. Отказаться от ВЧ заземления и использовать поднятые над землей противовесы. Ссылку я дал - согласно установленных вами правил. Там даны и натурные замеры и расчеты, которые говорят в пользу предложенного мной решения.

А гуглить чужое я и сам могу. Без Вас.

Вопрос не в этом. А в том, чтобы нужная информация оказалась в нужном месте и была применена.
Я просто обратил внимание, что у вас в документе есть вещи, которых не было бы в случае, если бы владели той информацией, которую я дал.
Не хотел задеть ваше самолюбие, но видимо это случилось.

Вы - точно не Индивидуальный радиовещатель, а пришли сюда вредить. Ваше поведение это показывает.

Вредить - понятие относительное. Вредить чему именно?
Я просто задал логичный инженерный вопрос. Зачем именно сложная конструкция? Зачем именно так решать задачу снижения потерь в земле?

P.S. Когда будете меня удалять - удалите, пожалуйста, мои первые сообщения. Я там давал информацию, которой не хотел бы делиться на форуме, куда мне доступ закрыт. Это просьба.

[SergeKomarov]

Можно как то обойтись без сарказма. К чему это тут?

К тому, что Вы попусту отнимаете время, рассказывая про "закон Ома".
Я понимаю, когда семиклассник, проникнувшись таким откровением, носится с соотношением тока и напряжения и рассказывает всем, что открыл истину.
Но Вам, вроде, не 14 лет.

Уже предложил.

Пока Вы ничего не предложили. Пока только слова.
Чертежи конструкции - в студию! Проработанные до материалов и исключения гальванических пар. Под открытым небом всё работает.
Лучше, конечно, фотографии сделанные Вами лично, но понимаю, что их у Вас нет.
Поэтому - чертежи и подробную статью. На уровне изложения, достаточном для повторения.
Как член редакционного Совета Журнала "Радиолюбитель" даже смогу посодействовать Вашей практической публикации.
А если ещё привяжете свою разработку к моей конструкции антенны, то Главный редактор, точно, опубликует!
С октября прошлого года и по апрель этого в журнале идёт серия моих статей про эту антенну. Вы идеально впишитесь в контекст!
И Главный редактор даже будет доволен, что появилось альтернативное инженерное решение и новый автор, готовый его представить.

Вопрос ... в том, чтобы нужная информация оказалась в нужном месте и была применена.

У меня в этой области фундаментальное образование и почти вся жизнь - разработчиком в оборонном НИИ. Если я сделал именно так, стало быть, есть на то причины.
Но тратить время на Ваше образование - не намерен. К тому же Вы артачитесь вместо того, чтобы самому подумать. А там не так уж и сложно.

Вредить - понятие относительное. Вредить чему именно?

Вы отнимаете время на пустые дискуссии вместо того, чтобы самому разобраться. - Вредите реализации многих задач по этому проекту. Время - это самый ценный ресурс у человека.

Я просто задал логичный инженерный вопрос. Зачем именно сложная конструкция? Зачем именно так решать задачу снижения потерь в земле?

Проработайте своё предложение до уровня чертежей, материалов и технологии реализации, тогда и много вопросов отпадёт.
Именно поэтому я запретил на этом форуме обсуждения на уровне мнений. На уровне фактов - пожалуйста!
И в правилах написано, что этот форум - для практиков!

Судя потому, что Вы придерживаетесь в диалоге конструктива, не вижу смысла Вас удалять. Есть надежда - сработаемся. Людьми я не разбрасываюсь.

[SergeKomarov]

Я там давал информацию, которой не хотел бы делиться на форуме, куда мне доступ закрыт.

Ну, во-первых, Вас отсюда никто пока не выгоняет.
Вы прочитали-таки Правила форума и перешли с дискуссией про ВЧ заземление в соответствующую тему, так, что грубых нарушений нет.

Во-вторых. По поводу Вашей информации, которую Вы дали. Это я про статью.
Посмотрите ВНИМАТЕЛЬНО две прошлогодних фотографии на первой страничке этой же темы: Re: Радиочастотное заземление для 40-метровой вертикальной зонтичной антенны
Гляньте, на какой высоте над землёй просверлены отверстия в стальной раме, для крепления радиалов ВЧ заземления и висят талрепы, чтобы их натягивать?
А я подскажу. 50 сантиметров. Или по меркам статьи - 1,6 фута. Статью Вашу раньше не читал, но, как видите - попал в нужный размер, основываясь на иных знаниях.

И омеднённых радиалов у меня 32 (проволока БСМ-1 Ф 4 мм), а на удалении 15 метров от рамы, они ещё и раздваиваются, увеличивая переферийную ёмкость.
И, что важно - это проводящее зигзагообразное колечко стягивает на себя внешнее поле (за пределами концов радиалов), воздействующее на окрестные селитебные территории.
А там люди живут. И им совсем не надо, чтобы их пронизывало электрическое поле ближней зоны моей антенны. При мощности более 200 - 300 Вт, это уже не хорошо.

А на профессиональных мегаваттных радиоцентрах радиалы делают по длине равные высоте мачты. И через каждые 3 градуса. Аж 120 штук. И проволока БСМ-1 диаметром 6 мм.
И там всё академично! При мощности передатчика 1,2 МВт в каждый радиал (их 120 штук) у основания вертикала втекает ток около 1,5 ампера. При толщине медной оболочки 0,24 мм и толщине скин слоя 0,1 мм (низ СВ диапазона) площадь ВЧ сечения 1,8 кв. мм и плотность тока менее 1 А/кв.мм. С точки зрения минимизации потерь в меди - идеально! В такую антенну, при плотности тока в радиалах по 2,5 А/кв.мм, можно и 10 мегаватт вдуть.

У меня электрическая высота мачты 54 метра, а геометрическая (благодаря зонтику) - 42 метра. И зонтик, увеличивая электрическое поле вблизи мачты, уменьшает его уровень вдали.
Радиалы у меня короткие - по 25 метров (0,125 лямбды). Потому их и много. Потому и зигзагообразное емкостное колечко на их концах делаю. И вешний контур этого колечка заземляю по кругу аж 32-мя стальными кольями. Дальше 1/8 лямбды от мачты токи в земле уже не большие и, надеюсь, потери за пределами емкостной нагрузки на радиалах не сильно скажутся на КПД антенны.

На моей рабочей частоте электрическая длина вибратора 0,27 лямбды. Антенна удлинённая от резонанса. Реактивность индуктивная, настраивать - последовательной ёмкостью. Здесь потерь нет.
При этом, активная часть входного сопротивления (сопротивление излучения) получается около 55 ом (серьёзно больше, чем классические 36,6).
Если, снизив сопротивление ВЧ заземления менее 10 ом (не просто же так, там столько радиалов), мне удастся получить КПД антенны около 85% - будет прекрасно.

Достаточно ?

[SergeKomarov]

Как подниму антенну, так сразу возьмусь за паутинку ВЧ заземления.
Поэтому, сегодня в солнечный погожий день, решил всё промерить.
Для начала, взял верёвку и померил ей расстояние от углов стальной рамы избушки до внешнего края прокошенного круга.
Получилось ровно 27 метров.
Упор делаю на периферийную ёмкость.
Паутинка, относительно лямбды - маленькая. Поэтому максимально увеличиваю периферийную ёмкость.

От заземлённой рамы пойдут 32 радиала длиной по 15 метров. С заделкой концов, получится 15,6 метра проволоки.
Дальше радиалы раздваиваются и получается кольцо с зиг-загами. Берем его ширину 12 метров.
С заделкой концов получится 32 двойных проволоки (с перегибом посередине), каждая длиной по 24,6 метра.

На это строительство потребуется:
- 32 х 15,6 = 499,2 метра проволоки БСМ-1, диаметром 4 мм.
- 32 х 24,6 = 787,2 метра той же проволоки.
Сложим: 499,2 + 787,2 = 1286,4.

Но это ещё не всё.
Для увеличения периферийной ёмкости, по кругу соединим все стальные колья по окружности.
Диаметр паутинки ВЧ заземления будет:
27 х 2 и плюс диагональ стальной рамы избушки, 3,4 метра.
Получим Пи х (2 х 27 + 3,4) = 180,3 метра. С заделкой концов 181 метр.
По дуге расстояние между колами заземления: 180,3 / 32 = 5 метров и 63 см.
Мерить, конечно, буду по хорде, но разница невелика (5,626). В пределах точности забития кола в землю.

Сделаем ещё одну окружность по концам 15 метровых радиалов.
Диаметр будет 15 х 2 + 3,4 = 33,4 и окружность 104,9 м. С заделкой концов 105,5 метра.

Итого, на всю паутинку ВЧ заземления потребуется:
1286,4 + 181 + 105,5 = 1572,9 метра.

С запасом на неточность, округлив до ровного числа получим 1600 метров проволоки БСМ-1 диаметром 4 мм.

У меня её есть две новых бухты и одна начатая (растяжки на связную антенну).
Есть где-то около 600 + 600 + 500 = 1700 метров.
Должно хватить.

[SergeKomarov]

Тогда заземление надо планировать до снегопада и морозов.

Только что отмерил верёвкой вдоль тропинки 15,6 метра и забил колышек.
И уже отмотал из бухты первый радиал и закрутил петлю на кольцо талрепа.

Все детали ВЧ заземления сделаю заранее, чтобы потом было просто собрать.
Останется только натянуть и стальные колья по кругу забить. По месту.
Ориентировочное (расчётное) расстояние между колами (по хорде) 5626 мм. А реально - как уложится.
В центре паутинки не ровный расчётный круг, а прямоугольная стальная рама 2200 х 2600, на которой стоит избушка

Самое муторное в одиночку проволоку из лежащей бухты отматывать. Проволока жёсткая, толстая ....
Не покатаешь.... Бухта 50 килограмм весит. Начатая. Новая - 60.
Проволока БСМ-1 диаметр 4 мм - один метр весит ровно 100 грамм.

[nzero0703]

Добрый день. Почитал тему- не нашел ответ, как реализовано заземление вашей антенны по постоянному току? Сейчас заземление как я понял временное, на время проведения монтажных работ.
Как будете бороться со статикой и с грозовыми разрядами? Ведь в ближайшем окружении нет таких высоких и тонких металлических сооружений, а значит велика вероятность что ваша антенна будет притягивать на себя грозовые разряды (причем не исключен прямой удар молнии).
Как эту же проблему решают на крупных радиоцентрах?

[SergeKomarov]

не нашел ответ, как реализовано заземление вашей антенны по постоянному току?

Это было сделано ещё аж в 2024 году.
Вот, рассмотрите внимательно фотографии в этом сообщении:
Re: Стационарная вещательная зонтичная антенна диапазона 200 метров
Особенно ВНИМАТЕЛЬНО рассмотрите вторую фотографию, где на лестнице видны мои ботинки.
И внимательно прочтите текст под этой фотографией.
И ещё посмотрите третью фотографию в этом сообщении:
Re: Стационарная вещательная зонтичная антенна диапазона 200 метров
И тоже прочтите текст под ней.

Как будете бороться со статикой и с грозовыми разрядами? Ведь в ближайшем окружении нет таких высоких и тонких металлических сооружений, а значит велика вероятность что ваша антенна будет притягивать на себя грозовые разряды (причем не исключен прямой удар молнии).

Странные рассуждения. Удивляете. Помнится, физику работы громоотвода (сейчас его называют молние-ОТВОДОМ) мы изучали в школе. Поэтому, считая это очевидным для всех посетителей этого форума (чужие здесь не регистрируются), я про это нигде и не пишу.

В громоотводы молния не бьёт!!! Он потому и называется МОЛНИЕ-ОТВОД!!! Он ОТВОДИТ от себя молнии!

Как эту же проблему решают на крупных радиоцентрах?

А её не надо решать. Такой проблемы нет. Высокая мачта из проводящего материала (металл) и заземлена по постоянному току. Этого достаточно. Гляньте, как на всех бензоколонках стоят высокие тонкие мачты. И посмотрите фотографии или видео любого космодрома. Такие мачты стоят вокруг стартовой площадки. И они выше, чем установленное на старте изделие.

На профессиональных радиоцентрах точно также. За свою профессиональную деятельность по организации радиовещания бывал на многих.

У моей антенны контур защитного заземления на глубине 3 метра. Более, чем достаточно. Ссылки на фотографии Вам предоставил.

А вот если мачту не заземлить или она не из проводящего материала, вот тогда - беда - легко словить Огни Святого Эльма. - Поищите, что это такое в интернете.
Одинокое дерево в поле - прекрасная мишень для молнии во время грозы.
Идущий по полю человек во время грозы - потенциальный смертник.
Впрочем, если он захочет спрятаться от дождя под одиноко стоящим в поле деревом, то Илья-Пророк его и там достанет.

Физика 8 класс.

Впрочем, как сейчас в школе преподают физику.... Не будем о грустном.

До кучи, прочтите ещё вот это сообщение:
Re: Стационарная вещательная зонтичная антенна диапазона 200 метров

[nzero0703]

Прочитал еще раз. И фотографии посмотрел.
Вы пишете: "А по краям видны торчащие из бетона стальные уголки - это выводы контура заземления. Один для подключения силовой земли (сеть с глухо заземлённой нейтралью), второй - для подключения заземления противовесов и заземления антенны в нерабочее время"

Смотрите, базово КВ- и СВ- антенны можно поделить на 2 типа с точки зрения связи с землей:
1й тип: изолированные от земли. Как в вашем случае. Запитка антенны от передатчика осуществляется непосредственно у её основания. Если достаточно надежно соединить тело антенны с землей (коротким отрезком с низкой индуктивностью), то большая часть ВЧ энергии потечет туда же - в землю. Значит напрямую соединить её с землей нельзя.

2й тип - закопанная в землю мачта. Телом антенны в данном случае являются проводники, отходящие от её верхней точки. Запитка осуществляется "сверху". Тут вроде все понятно - мачта закопана в землю и непосредственно с ней соприкасается.

Насчет громоотвода - тут скорее не так выразился - имел в виду что такая антенна будет являться очень хорошим молниеприемником, а не громоотводом. Молния обычно бьет по пути наименьшего сопротивления с землей. Получается чтобы антенна не выполняла функцию молниеприемника, вокруг должны быть рядом расположенные другие объекты, которые берут на себя функцию защиты основной мачты (антенны) от наводок атмосферного электричества.

В вашем случае, высокая металлическая мачта, соединенная с землей, и есть тот самое "одинокое дерево в поле".

В случае с Останкинской телебашней таким объектом является острый штырь, находящийся на самой верхней точке башни, и разумеется заземленный. Молния не будет бить в рядом рядом расположенные объекты, которые ниже чем башня. Ну во всяком случае это маловероятно.

[nzero0703]

До кучи, прочтите ещё вот это сообщение:
Re: Стационарная вещательная зонтичная антенна диапазона 200 метров

"В штатном режиме, при работе передатчика, антенна будет постоянно заземлена через вторичную обмотку согласующего трансформатора 4:1."
А, вот теперь понял.
На радиоцентрах опять же есть разные антенны - те что непосредственно соединены с землей, и те что изолированы (речь не про радиочастотное заземление, а именно электрическое). В каждом случае применяется разная конструкция заземлителей.
На бензоколонках металлический штырь закопан непосредственно в землю. При этом сопротивление его относительно "земли" жестко нормируется - просто так закопать абы как на произвольную глубину не получится. Тут идея в том, что если произойдет удар молнии, то он уйдет в землю через этот самый штырь, а не кузов рядом расположенного автомобиля. Вот он и является тем самым "одиноким деревом".

[SergeKomarov]

высокая металлическая мачта, соединенная с землей, и есть тот самое "одинокое дерево в поле".

Кхе кхе кхе.... Не буду комментировать.
И, всё-таки, найдите в интернете и прочтите физику работы молниеотвода.
Он не стягивает на себя молнии. НАОБОРОТ! Он их отводит куда подальше.

[SergeKomarov]

Сегодня занимался разметкой внешней окружности паутинки ВЧ заземления.

На 4 сектора паутинка уже поделена анкерами оттяжек.
Поделил ещё на 4 сектора - по диагоналям избушки. и забил ещё 4 колышка,
отмерив расстояние от нижней стальной рамы избушки мерной верёвкой 27 метров.
Затем напилил ещё 8 колышков и 8 уже размеченных секторов поделил каждый пополам.
Итого, по окружности диаметром 2 х (27 + 1,7) - 57,4 метра сейчас равномерно забиты 16 колышков.
Вроде, ерунда.... Но в одиночку мерными верёвками это размечать довольно долго.
Уходился основательно.

А фотографировать нечего. Редкие колышки, забитые в землю по кругу через 11 метров. Не интересно.

Завтра, если будет погода, отмерю и заколочу ещё 16 колышков. И колышки тоже сделать надо.