тем прибавления к значению полученному для антенны в свободном пространстве, активной составляющей взаимного сопротивления между антенной и ее зеркальным изображением . В случае горизонтальной антенны токи в зеркальном изображении противоположны токам в антенне

Рис. 7-16. Влияние земли на сопротивление излучения антенны.

/ - горизонтальный полуволновый вибратор; 8 - вертикальный полуволновый вибратор; 5 - горизонтальный вибратор длиной 8Х-

Рис. 7-17. Влияние проводимости земли на характеристику направленности вертикальной антенны.

i - идеально проводяп1ая земля; 2 - хорошо проводящая земля; 3 - полупроводящая земля; 4 - плохо проводящая земля.

И сопротивление излучения равно величине i?s уединенного провода минус значение активной составляющей взаимного сопротивления.

Несимметричный вибратор длиной I с э. д. с. S заменяется симметричным длиной 21 сэ. д. с. 2 <? (см. рис. 7-13, а). Следовательно, при одном и том же токе разность потенциалов на зажимах антенна - земля несимметричного вибратора оказывается вдвое меньще, чем иа зажимах симметричного вибратора. Отсюда сопротивление излучения, а также и волновое сопротивление несимметричного (реального) вибратора будет вдвое меньше сопротивления симметричного (реального и зеркального ) вибратора. Например, сопротивление излучения четвертьволнового заземленного вибратора /?s(?i/4) =36,55 ом. На рис. 7-16 показана зависимость изменения сопротивле-

ния полуволнового вибратора и восьмивол-новой антенны от высоты расположения иад землей.

Если земля имеет плохую проводимость, то характеристика направленности антенны может претерпеть значительные изменения в сравнении со случаем расположения ан тенны над идеально проводящей землей. Влияние поглощения энергии в земле приводит к исчезновению излучения (приёма) вдоль земной поверхности, и нижний лепесток характеристики может в сильной степени исказиться (рис. 7-17). Результирующее поле излучения (приема) ослабляется по сравнению с полем в случае идеально проводящей земли.

7-6. АНТЕННЫ ДЛИННЫХ И СРЕДНИХ ВОЛН

Передающие антенны

Большинство антенн длинных и средних волн представляет собой несимметричные вибраторы с емкостной нагрузкой на вершине. К таким антеннам относятся Т-образные, Г-образные и зонтичные антенны., а также другие более сложные антенны. При создании этих антенн следует добиваться достаточной величины сопротивления излучения, необходимой диапазоииости (широкополосности), а на средних волнах, в ряде случаев, направленного действия.

Распространенным типом длинноволновой антенны, работающей на волнах 1 ООО- 2 ООО м, является Т-образная антенна, состоящая из горизонтальной части (емкостная нагрузка), снижения, заземления и конструктивных элементов (рис. 7-18). Горизонтальная часть состоит из нескольких проводов длиной 100-200 м и имеет большую емкость, что приводит к увеличению действующей длины и сопротивления излучения антенны. Кроме того, применение горизонтальной части снижает напряжения вдоль проводов антенны.

Основной излучающей частью является снижение высотой до 150 м, соединенное, с одной стороны, с горизонтальной частью, а с другой - с передатчиком. Высота снижения выбирается не менее 0,1 Х, так как при меньшей высоте снижения антенна малоэффективна как излучатель; кроме того, при малом снижении даже при небольших излучаемых мощностях может возникнуть факельное истечение (явление свечения воздуха вокруг проводов антенны вследствие ионизации прилегающих участ. ков воздушной среды). Факельное истечение приводит к большим потерям энергии, ухудшению качества передачи, а иногда и к разрушению антенны.

Заземление позволяет уменьшить потери энергии в земле и повысить к. п. д. ан.-тенны. Оно состоит из ряда радиально расходящихся от места подключения к передатчику (фидеру) проводов, зарытых

Провода заземления

Рис. 7-18. Длинноволновая антенна.

/ - горизонтальная часть; 2 - снижение; 3 - здание радиостанции; - фарфоровый изолятор; 5 - трос для натяжения проводов антенны; 6 - поддерживающая мачта; 7 - изоляторы тросов крепления поддерживающей мачты.

землю на глубину около 0,5 м. Вместо заземления в ряде случаев (каменистая почва, радиостанция подвижна) применяется противовес, состоящий из сети проводов, расположенных над землей на высоте 3- 6 лг. С точки зрения потерь энергии для антенн длинных и средних волн противовес уступает хорошему заземлению.

Антенны Т-образиого и Г-образного типов на длинных волнах имеют к. п. д. не более 10%, а на волнах радиовещательного диапазона - иногда до 70%.

Дальнейшее улучшение технико-экономических показателей длинноволновых антенн можно получить путем применения нескольких связанных антенн. Подобные антенны Алек-сандерсена состоят из длинной, и достаточно широкой (из нескольких проводов) горизонтальной части и шести снижений, равномерно распределенных вдоль горизонтального полотна (рис. 7-19). Для настройки антенны необходимо, чтобы в точках а горизонтального полотна (середина между двумя снижениями) были узлы тока. В этом случае антенна эквивалентна шести синфазным вибраторам, причем сопротивление излучения каждого вибратора представляет сумму значений собственного сопротивления излучения н вносимых другими вибраторами сопротивлений [Л. 1-4 и др.]. При хорошей настройке антенны полное сопротивление излучения антенны Александерсена практически равно сумме значений R- всех вибраторов, т. е. сопротивление излучения антенны из п синфазных вибраторов возрастает в раз, тогда как сопротивление потерь увеличивается только в п раз. Этим достигается существенное увеличение всех

7 Л

у /11 /г/У /y/V/y/zy w /7 /.г Рис. 7-19. Антенна Александерсена (показано распределение тока вдоль проводов).

Использование большой емкостной нагрузки на вершине антенны позволяет значительно повысив предельную мощность н расширить полосу пропускания частот. Однако на практике емкость вершинной нагрузки ограничивается сложностью создания горизонтального полотна шириной более 16 лг.

показателей антенны, но в сильной степени удорожается стоимость антенны. Стоимость строительства антенны достигает 60-70% стоимости радиостанции в целом.

На волнах короче 1 ООО м чаще всего применяются свободно стоящие башни-антенны или укрепленные с помощью оттяжек мачты-антенны, в которых излучающий

Рис. 7-20. Антенна в виде четырех башен средневолновой радиостанции мощностью 1 200 кет.

провод заменен металлической конструкцией башни (мачты), поставленной на изолятор. Высота башни (мачты) в ряде случаев достигает /гХ. Иногда антенна состоит из нескольких башен (мачт), например из четырех (рис. 7-20). Когда все башни питаются синфазно, антенна является ненаправленной. Когда питание получают только две башни, а две другие служат пассивными отражателями, антенна обладает направленным действием. Вершины башен имеют емкостную нагрузку, что позволяет увеличить сопротивление излучения антенн и полосу пропускания частот.

Антенны в виде башен и мачт рассмотренного типа обладают недостатком, связанным с применением дорогостоящего опорного изолятора, который к тому же механически непрочен и вызывает дополнительные потери энергии. Этот недостаток исключается у антенн-мачт с заземленным основанием. В Советском Союзе в качестве антенн средних волн широко применяются заземленные мачты-антенны верхнего питания Г. 3. Айзенберга (рис. 7-21). Питание подводится к вершине мачты (на рис. 7-21,6 зажимы а-а) с помощью коаксиального кабеля, проложенного внутри полой мачты. Внутренняя жила кабеля присоединяется к зонту , а внешняя - к телу мачты. Излучающей частью антенны является конструкция мачты, по внешней поверхности которой течет ток. При высоте мачты /=120 м и длине проводов зонта 0,3-0,5 / антенна работает в диапазоне 200-800 м с -ВЫСОКИМ к. п. д. Мачта выполняется из металлической трубы диаметром около 40 см. Для повышения к. п. д. антенна снабжается развитой сетью проводов заземления.

Очень сложно добиться работы одной антенны почти во всем диапазоне средних волн, так как требующаяся для длинноволновой его части высота антенны обычно оказывается слишком большой для коротковолновой части диапазона и основное излучение будет направлено не вдоль земли, а под большим углом к ней.

Эти затруднения преодолены в конструкции широкоднапазонной антенны Г. 3. Айзенберга, представляющей собой

Рнс. 7-21. Мачта-антенна верхнего питания.

а - конструктивная схема: /-тело мачты; 2 - зонт ; 3 - оттяжки; б - принципиальная схема.

Рис. 7-22. Схема широкодиапазонной антенны (X =200 2 000 м).

мачту С изолированным основанием, окруженную в нижней части на высоту 0,ЗХ муфтой в виде цилиндра из проводов (рис. 7-22). Токи, возникающие на внешней поверхности заземленных проводов муфты, на более коротких волнах участвуют в излучении и, взаимодействуя с токами мачты, создают концентрацию излучения вдоль поверхности земли. Поскольку при этом на волнах порядка 200-500 м несколько ослабляется пространственная волна, повышение напряженности поля поверхностной волны позволяет значительно ослабить явление ближнего фединга. Антенны, обладающие указанными свойствами, называются антифединговыми. При высоте мачты порядка 200 м такая антенна хорошо работает в диапазоне волн 200-2 ООО м.