В практике эфирной работы радиолюбителя бывают ситуации, когда по разным причинам используются сделанные «на скорую руку» заменители строгих антенных конструкций. Нередко они становятся основными и единственными в условиях конкретного использования, обретая статус «городских» антенн «за окном», на балконе жилого здания или «походных» антенн за пределами домика кемпинга, номера гостиницы, палатки туриста.
Среди таких сооружений в последнее время весьма популярны антенны, выполненные на основе гибких и прочных пластиковых удилищ, цельных или телескопических. Склонные к юмору радиолюбители называют их «удочками», подразумевая замену ее атрибутов (лески, крючка с наживкой, грузило, поплавка) гибким медным проводом излучателя, а сам процесс поиска партнеров по эфиру подобием рыбной ловли. Обычно проводник «удочки» (далее в тексте кавычки опустим) для уменьшения физической длины сворачивается в спираль, а удилище закрепляется под углом к стене дома и наклонно по отношению к земле, реже — перпендикулярно стене дома. Иногда удочки снабжаются емкостными нагрузками. Вариант без опоры-удилища называют «веревкой» в том случае, если имеется возможность «зацепить» через изолятор внешний конец излучателя за подходящую опору, например, дерево. В последнем случае геометрия излучателя, как правило, линейна, без сворачивания в спираль.
Смысл применения антенных удочек — в закреплении сооружения в «одной точке», жестко привязанной к жилью, шэку, с вынесением за его пределы физически укороченного
антенного полотна. В «электрической» интерпретации удочку иногда можно считать «вертикалом» на отвесной земле (стена здания, обрыв ущелья, крутой склон горы). Конечно, используются и другие варианты «привязки» — например, кромка крыши дома, иллюминатор или борт судна, автомобиль на стоянке туриста и т.п. Покров палатки к стене дома явно не отнесешь… Отсюда схемы и размеры удочек, свойства и особенности, присущие семейству проволочных антенн. В этом плане важнейшим фактором «грамотного» изготовления и применения удочки является определение ее электрической диспозиции по отношению к земле.
Несколько слов о физическом укорочении излучателя удочки. Сворачивание его полотна в спираль не означает замену антенной «линии» сосредоточенной индуктивностью. Достаточно выполнить антенное полотно на двух (четной группе) «встречных» спиралях (индуктивности вычитаются) или в виде петлевой группы «дискретов» при одинаковой физической длине системы, чтобы убедиться в близком подобии этих вариантов с позиций классической теории. Изрезанные «провалами» эпюры тока стоячей волны во всех трех схемах практически одинаковы, что говорит о тождественных поперечных излучениях. Здесь уместно напомнить, что сворачивание в спираль или петлевую группу провода вибратора целесообразно выполнять в его «низкоэнергетической зоне», т.е. в верхних участках вертикала и ближе к концам диполя. Но еще большего эффекта можно добиться, выполнив свернутое полотно по известному принципу антенны 5/8L с «верхней» и «нижней» емкостными нагрузками. Не забываем, что под «верхом» и «низом» здесь понимается дальний открытый конец и сторона питания излучателя соответственно.
Сворачивание части провода в спирали имеет естественный недостаток — «витки» для удержания формы необходимо чем-то фиксировать, для чего предложены те или иные способы, не всегда доступные и удобные в «полевых» условиях. Могу предложить нетрадиционное решение — применить жгутовую обвязку удилища гибким изолированным проводом излучателя с жесткой узловой самофиксацией. Такая технология позволяет удобно реализовать и исследовать излучатель с произвольной петлевой и витковой структурой, в том числе, «безындуктивной» намоткой. Здесь мы подходим к границе, где «ясность» рассматриваемой темы… начинает «тускнеть».
Для понимания многих проблем (например, последствий «отвесно-боковой» установки антенн типа удочка, включая полуволновые монополи) желательно осознавать следующее. В настоящее время специалистов в области антенн можно разделить на два непримиримых, почти враждебных лагеря — «традиционалистов», исповедующих классическую теорию антенн, и «непримиримых», обнажающих ошибки этой «ретротеории». Идеи новой трактовки электродинамики основаны на части теоретического фундамента, заложенного плеядой великих предшественников «традиционалистов». В основе многоплановых исследований, изысканий и разработок К.П.Харченко содержатся новые аргументированные подходы к понятию радиоволны как «лучистой энергии», отвергающие «радиоволну Максвелла, Пойнтинга, Герца». Эти работы вызвали глобальный интерес, и нам, радиолюбителям, созерцать это научное противоборство в позе стороннего наблюдателя недопустимо. Ведь объект столкновения — не только сфера большой науки, но и «наша территория», пусть «на вторичной основе».
Вертикал, удочка, «веревка», диполь, установленные или подвешенные перпендикулярно стене железобетонного (худший случай) здания «торцом» антенного полотна, излучают и принимают радиосигналы в сторону и со стороны этой стены. Это экспериментально установленный факт, так или иначе конфликтующий с классической теорией. Каковы механизмы прохождения сигнала? К.П.Харченко обнаружил, что разница в ослаблении уровня потоков лучистой энергии различной структуры при преодолении подобных сред может достигать трех порядков (1000 раз). Подобное наблюдал и В.И.Коробейников в среде воды, исследуя ЕН-антенну и указав на принципиальную необходимость наличия «встречных» спиралей в ее составе.
Почему неизвестный механизм проникновения лучистой энергии в плотную среду важен даже за пределами гипотетической возможности «новой радиосвязи»? К.П.Харченко утверждает, что в составе излучения классического диполя присутствует, помимо поперечной, продольная составляющая излучения; он ее целенаправленно выделял, наблюдал, установил факт проникновения через латунную стенку «клетки Фарадея» и получил патент РФ на соответствующий способ. Своим началом она восходит к теории волноводов, но как объект излучения проводника за пределы абстрактных рассуждений «не простиралась». Допускается, что эта составляющая, встречающаяся в литературе под названием «продольной электромагнитной волны», может быть весьма опасной. Надеюсь, намек понят: ведь удочка с ее торцами — возможная стрела и неожиданный бумеранг в руках радиолюбителя. В Интернете можно встретить совсем уж необузданные легенды-утки по «продольной» теме, разоблачающие тайны якобы созданного и испытанного «волнового оружия».
С другой стороны, давно известен так называемый торцевой эффект, вынуждающий укорачивать излучатель вследствие излучения торца ортогонально проводнику излучателя. На этом основано применение концевых емкостных нагрузок вертикала или горизонтального диполя — концевая емкость искусственно увеличивается наращиванием площади торца. При этом растет ортогональная составляющая излучения, совпадающая по направлению с «продольной составляющей» К.П.Харченко. Возникает вопрос, не являются ли они тождественными? Возможна ли их суперпозиция? И далее, проводниковые емкостные нагрузки, в свою очередь, имеют длину и торцы как обычный излучатель. Следовательно, тоже должны излучать все эти составляющие, при этом «продольные излучения» емкостных нагрузок совпадают по направлениям с излучением основного излучателя. Возможна ли и их суперпозиция?
Псевдотождественность торцевого излучения и «продольной составляющей» можно было бы считать установленной, если бы не проникновение последней сквозь плотные среды, включая цветные металлы. А потому вполне вероятно, что «продольная составляющая» действительно существует в виде излучения другой энергетической структуры. Каковы соотношения их мощностей? Как соотносятся классические параметры антенны (например, КПД, КСВ) с этой составляющей? Действительно ли «волновые размеры антенны» утрачивают смысл при ее учете? А возможный крах понятий «ближняя зона», «поляризация»… И бездна других вопросов, отрешиться от которых просто невозможно. Но после того как факт неоспоримо установлен, домыслы отодвигаются в сторону, и феномен исследуется!
Ясно одно, центральным моментом антенной техники «не по Герцу» является действительно новое понимание и видение тока смещения, образующего стоячую волну (стоячие волны?) на проводнике в качестве обратной волны совместно с током проводимости прямой волны, а также целенаправленное формирование емкостного пути этого тока. Ясно и другое — у радиолюбителей есть решающее преимущество перед остальными исследователями, позволяющее «немедленно» проверить на практике и оценить любые отклонения от «накатанного пути» эфирными радиосвязями на любые расстояния. Такой готовой легитимной «метрологией», имеющейся в нашем распоряжении «по определению», грешно не воспользоваться.
Впрочем, цивилизация неожиданно подарила возможность стартовых исследований любому желающему, даже школьнику. Опустим активированный мобильный телефон (СВ-рацию) в котелок или ведро для ухи, закрыв все щели, и «установка» готова к первому эксперименту. Далее — вариация антенн, а после герметизации «мобильника» полиэтиленовым паке
том, — водная среда с помощью настоящей удочки… За рубежом даже построили установку и испытали струю морской воды в качестве антенного излучателя, тем самым создав уже саму антенну- удочку из воды. В подобных опытах мы получаем дополнительный, уже социальный, эффект — привлечение детей и подростков к радиолюбительству и большой науке через увлекательные опыты…
Скромная, суррогатная удочка, зацепившая мифологического левиафана Максвелла, Пойнтинга, Герца с радиолюбителем в его чреве… Повседневно увлекаясь нередко рутинными занятиями под вывеской любительской радиосвязи, мы приносим в жертву исследовательский характер радиолюбительства, его ядро. Самое время, читатель, учиться строить антенны «не по Герцу», исследовать и развивать их! Нас ожидает неизведанный путь по тонкому льду на фоне ситуации «дежа вю»: совсем недавно мы учились «не по Гегелю»… Но не исключено, что антенные удочки вызовут к жизни обильный творческий радиолюбительский «улов» по другому, пушкинскому, сюжету о рыбаке и рыбке с поправкой на исключение «разбитого корыта» в финале.