5.7 Антени коротких хвиль Слабонапрямлені антени кх

Загальні відомості про КХ антенах.

1). На КХ знаходять застосування такі ж несиметричні антени з горизонтальною частиною і без неї, що і на СХ. Проте за рахунок зменшення довжини хвилі на КХ вдається реалізувати і симмитричные вібратори, які вигідно відрізняються великим опором випромінювання і меншим опором втрат, а значить – більш високим ККД.

2). Для дальнього зв’язку на КХ використовуються просторові промені, умови поширення яких нестабільні. Тому відбувається часта зміна робочих частот. У цих умовах потрібно гостронаправлені широкодіапазонні антени.

3). На КХ широко застосовуються горизонтальні антени і горизонтально поляризовані хвилі. Це пов'язано з тим, що умови відзеркалення таких хвиль від земної поверхні мало залежать від її властивостей, а також з тим, що горизонтальні приймальні антени слабкіше схильні до дії перешкод.

4). Антени КХ можна класифікувати по спрямованості (слабонаправлені або гостронаправлені) і за принципом дії (антени стоячої або біжучої хвилі).

Вібратор горизонтальний – ВГ

1). Загальні відомості.

Антена ВГ використовується на радіолініях середньої протяжності у вузькому діапазоні частот. Пристрій антени видно з рис. 13.30.

Принцип дії, показники і характеристики симетричного вібратора, розглянуті в кадрі 13.3 справедливі і для антени ВГ.

Рис. 5.34 Горизонтальний вібратор

2). Діаграма спрямованості (ДС) істотно відрізняється тільки у вертикальній площині за рахунок відзеркалення від Землі. На рис. 5.35 показані ці ДС для різних висот підвісу антени над землею. Напруженість поля у будь-якій точці ДС визначається як результат інтерференції полів прямовипроміненого і відбитого від Землі. При визначенні зрушення фаз між ними, окрім різниці пройдених ними шляхів, необхідно враховувати «втрату півхвилі» – зрушення фаз між ними, окрім різниці пройдених ними шляхів, необхідно враховувати «втрату півхвилі» – зрушення фаз на 180^о при відзеркалені від Землі, яку вважатимемо ідеальним провідником. тому у вертикальному напрямі, при висоті підвісу h= /4, різниця шляхів рівна: /4+ /2+ /4= зрушення фаз – 360 і напруженості полів складаються. при _/2 відповідно: /2+ /2+ /2=1,5 , зрушення фаз – 180 і вони взаємно знищуються. як видно з рисунків, число пелюсток ДС дорівнює числу чвертей хвилі у висоті підвісу, кут підвищення і ширина пелюсток ДС також залежить від висоти підвісу. Тому її вибирають так, щоб забезпечити кути підвищення відповідають дальності зв'язку на задану відстань.

Рис. 5.35 Діаграми спрямованості антени ВГ у вертикальній площині при висоті підвісу:

а) ; б) ; в) ; г) ;

Рис. 5.36 Схема паралельного живлення симетричного вібратора

3). Паралельне живлення. Одним з недоліків антени ВГ є необхідність застосування пристрою (наприклад – шлейф), що погоджує, оскільки Ом, а Ом. Цей недолік усувається в схемі паралельного живлення вібратора – рис. 3.36. Відстань між точками підключення фідера а і в – 0,12 . Вибрано з умови рівності: . Ізолятор, що запобігає короткому замиканню фідера в початковій схемі рис. 5.36, тут виявився непотрібним.

Вібратор горизонтальний діапазонний – ВГД.

Основним недоліком антени ВГ є узкополосность, обумовлена різкою зміною частоти. Ця зміна виявляється особливо значною поблизу точок паралельного резонансу. Оскільки крива зміни нагадує резонансну характеристику коливального контура, можна скористатися і виведеною для контура формулою смуги пропускання: , де ; але – величина, задана графіком (5.37а). тому для розширення смуги , добротність антени можна тільки шляхом зменшення її хвилевого опору .

Рис. 5.37 Частотна характеристика: опори випромінювання (а); реактивного опору (б); активного опору (в) симетричного вібратора

З цією метою потрібно зменшувати індуктивність і збільшувати ємність , що і досягається шляхом збільшення діаметру антени d застосування товстого вібратора (рис.5.37 б). проте, на КХ для цього знадобилися б труби дуже великого діаметру що неможе бути використано з конструктивною (вага) і експлуатаційною (парусність) точок зору.

Рис. 5.38 Вібратор горизонтальний діапазонний (вібратор Надененко)

Оптимальне рішення було запропоноване радянським інженером С. І. Надененко. Вібратор Надененко (рис. 5.38) складається з ряду дротів сполучених паралельно і розплоджених по тих, що утворюють циліндра діаметром 0.25-2м, зібраних в джгути на кінцях. За рахунок збільшення діаметру хвилевий опір зменшується до 200-300 Ом (у 3-5 разів). У скільки ж раз розширюється смуга пропуску в порівнянні з антеною ВГ. Це дозволяє без регулювання узгодження перекрити діапазон хвиль , забезпечивши , позначення антени буквено-цифрове. Наприклад ВГД - вібратор горизонтальний діапазонний, довжина одного плеча – 20м, висота підвісу – 15м, діаметр вібратора – 2м.

Рис. 5.39 Кутова антена

4. Кутова антена Пістолькорса.

У випадках, коли вимагається отримати ненапрямлене випромінювання в горизонтальній площині, напіввібратори розташовують під кутом 90^о (рис. 5.39) їх ДС типу «вісімка» перекриваються, утворюючи майже кільцеву результуючу ДС.