Длинноволновые и средневолновые антенны

Диполи

Антени різних діапазонів довжин хвиль

Коэффициенты усиления и эффективная площадь некоторых типов антенн

 

 

Двумя наиболее простыми примерами антенн являются полуволновой диполь (также называемый вибратором Герца, см. рис. 11, а) и четвертьволновая вертикальная антенна (антенна Маркони, см. рис. 11, б). Полуволновой диполь состоит из двух прямых коллинеарных проводников равной длины, разделенных небольшой щелью, на которую подается сигнал. Максимальная эффективность передачи сигнала достигается при длине антенны, равной половине длины волны. Вертикальная четвертьволновая антенна наиболее часто используется в автомобильных или портативных радиолах.

Полуволновой диполь характеризуется ненаправленной диаграммой излучения в одном измерении трехмерного пространства. В двух других плоскостях диаграмма по форме напоминает цифру "8" (см. рис. 12, а). Для излучения направленных сигналов могут использоваться более сложные типы антенн. Распространенный пример диаграммы направленности такой антенны представлен на рис. 12, б. В данном случае максимум мощности излучается в направлении оси х.

При проектировании антенн учитываются особенности распространения радиоволн соответствующего диапазона.

Основой антенны длинных и средних волн является вертикальный провод. Горизонтальные провода не могут быть использованы для излучения и приема в длинноволновом и в большей части средневолнового диапазонов. Причина этого заключается в том, что в связи с высокой проводимостью почвы и малой высотой антенны по сравнению с длиной волны в данном диапазоне горизонтальные провода и их зеркальное изображение образуют противофазную систему, которая не излучает и не принимает радиоволны под малыми углами к земной поверхности. Тем самым исключается появление поверхностных волн, без которых невозможна связь на длинных волнах и на значительной части средних волн.

Длина излучающего провода, а соответственно и высота антенны должны быть по возможности большими для увеличения сопротивления излучения. При малом сопротивлении излучения антенна работает с низким КПД

Для получения достаточно большой излучаемой мощности приходится возбуждать в антенне большой ток, а это связано с увеличением напряжения и опасностью перенапряжения в антенне. В связи с этим полоса пропускания антенны оказывается недостаточной для качественного воспроизведения всего спектра частот модулированного тока, так как при малом сопротивлении излучения затухание антенного контура имеет малую величину.

В длинноволновом и средневолновом диапазонах применяются только заземленные вертикальные вибраторы.

Потери в длинноволновых и средневолновых антеннах в основном определяются потерями в земле. Для уменьшения этих потерь применяют специальное заземление в виде одиночного провода или ряда проводов, зарытых в землю. Антенна в совокупности с системой заземления называется радиосетью.

В целях увеличения сопротивления излучения антенны вертикальный излучающий провод дополняют сетью горизонтальных или наклонных проводов, которые в совокупности с землей образуют значительную емкость. Это способствует более равномерному распределению тока в излучающем вертикальном проводе (как в элементарном вибраторе).

Таким образом, определился характер длинноволновых и средневолновых антенн как вертикальных заземленных проводов с горизонтальной частью. Вертикальные провода называются иначе снижением, агоризонтальные или наклонные — верхней частью или крышей антенны.

В зависимости от взаимного расположения снижения и верхней части антенны различают Г-образные (рис. 13,а), Т-образные (рис. 13, б) и зонтичные антенны (рис. 13, в).

Г-образные и Т-образные антенны состоят из ряда параллельных горизонтальных проводов, подвешенных на двух мачтах, и вертикального заземленного провода, причем в Г-образных антеннах вертикальный привод присоединяется к одному концу горизонтальной части, а в Т-образных антеннах — к ее середине. В зонтичных антеннах верхняя часть состоит из наклонных проводов, вследствие чего для подвеса антенны можно использовать одну мачту.

На рис. 14 показана многовитковая рамочная антенна