Билет 22

1. Особенности распространения ДМВ и более коротких волн. Для передачи дециметровых волн, как правило, используются коаксиальные кабели. При передаче с помощью антенны используются параболические антенны или антенны «волновой канал». При распространении вдоль земной поверхности дециметровые волны распространяются только в пределах прямой видимости и передача, при нормальных условиях, более чем на 100 километров затруднена. Дальность приема сигнала может быть увеличена за счёт способности дециметровых волн рассеиваться на неоднородностях тропосферы.

2. Фидерные согласующие трансформаторы, назначение, основные определения. Любая линия передач характеризуется волновым сопротивлением. При согласовании Z_в=Z_вх, если же фидеры рассогласованы, то его входное сопротивление равно:Z_вх=R+ix, антенна:Z_н=R_н+ix_н. Использование согласующих трансформаторов позволяет избавиться от мнимой компоненты (ix) и достичь согласование линии с нагрузкой.

3. Особенности конструкций антенн диапазонов СДВ, ДВ, СВ. Для приема сигналов СДВ, ДВ и СВ диапазонов часто используют магнитные антенны (МА) с ферритовыми сердечниками, которые обладают рядом преимуществ перед антеннами электрического типа. В частности, благодаря ферритам такие антенны имеют небольшие габариты, они менее восприимчивы к сильной электрической составляющей поля помех от близлежащих источников. Данные антенны имеют избирательную диаграмму направленности в виде «восьмерки», что обуславливает их использование для целей навигации и пеленгации.

Однако широкополосность МА невелика, их действующая высота носит явно выраженный резонансный характер с максимумом на некоторой частоте, на которой чувствительность антенны наилучшая. Поэтому для приема во всем СДВ-СВ диапазоне приходится использовать две антенны, рассчитанные на прием в каждом из диапазонов, что удорожает антенную систему и создает определенные неудобства эксплуатации.

Билет 23

1. Космическая радиосвязь, радиоволны, используемые в космической радиосвязи. Когда один из корреспондентов находится на Земле, диапазон длин волн, пригодных для связи с космическим объектом, определяется условиями прохождения через атмосферу Земли. Т. к. радиоволны, частота которых < МПЧ (5-30 Мгц), не проходят через ионосферу, а волны с частотой > 6-10 Ггц поглощаются в тропосфере, то волны от космического объекта могут приниматься на Земле при частотах от ~ 30 Мгц до 10 Ггц. Однако и в этом диапазоне атмосфера Земли не полностью прозрачна для радиоволн. Вращение плоскости поляризации при прохождении через ионосферу при приёме на обычную антенну приводит к потерям, которые уменьшаются с ростом частоты. Только при частотах > 3 Ггц ими можно пренебречь. Эти условия определяют диапазон радиоволн для дальней связи на УКВ при использовании спутников. Для связи с объектами, находящимися на др. планетах, необходимо учитывать поглощение и в атмосфере этих планет. При осуществлении связи между 2 космическими кораблями, находящимися вне атмосферы планет, особенное значение приобретают миллиметровые и световые волны, обеспечивающие наибольшую ёмкость каналов связи. Сведения о процессах Р. р. в космическом пространстве даёт радиоастрономия.

2. Согласующий трансформатор на четвертьволновом отрезке фидера, методика расчета.

3. Учет влияния поверхности Земли на ДН антенн.

Горизонтальный провод, расположенный низко над землей (на высоте, малой по сравнению с длиной волны), практически ничего не излучает, так как при этом он образует со своим зеркальным изображением обычную двухпроводную длинную линию. С увеличением высоты расстояние между антенной и ее зеркальным изображением растет, и, когда оно становится соизмеримым с длиной волны, они образуют излучающую противофазную систему. Естественно, что вид характеристики излучения изменяется в зависимости от высоты. На рис. 6-26, а, приведены диаграммы направленности расположенного над землей полуволнового вибратора в плоскости, перпендикулярной его оси. Рассмотрение этих диаграмм приводит к выводу, что горизонтальная антенна, расположенная над хорошо проводящей землей, не излучает энергии вдоль поверхности земли.

В вертикальной плоскости, проходящей через ось вибратора, интенсивность излучения также зависит от высоты. Для нахождения диаграммы направленности в этой плоскости воспользуемся общим правилом нахождения диаграмм сложных систем. В подавляющем большинстве случаев эти антенные системы строятся так, что отдельные излучатели, входящие в них, имеют одинаковые диаграммы направленности и одинаково ориентируются в пространстве. Это позволяет найти результирующую диаграмму направленности антенны в два приема.

Обычно поверхность земли под антенной не обладает свойствами идеального проводника, и поэтому электрическое поле антенны наводит в земле переменные токи, имеющие значительную вертикальную составляющую. Эти токи также создают поле излучения антенны, в результате чего поле антенны, подвешенной над поверхностью земли, содержит не только горизонтально, но и вертикально поляризованные волны.

Поскольку земля представляет для токов, наведенных в ней, конечное сопротивление, то некоторая доля энергии, излучаемая антенной, поглощается. Чем ближе антенна к земле, тем значительнее потери и меньше ее к.п.д. В результате поглощения в почве отраженные земной поверхностью волны имеют меньшую интенсивность, чем в случае отражения от идеально проводящей земли, в которой поглощение энергии отсутствует. Поэтому результирующее поле над поверхностью земли отличается от поля над идеальным проводником. Наибольшее отличие имеет место при низком расположении антенны. Влияние сопротивления земли в этом случае может привести к повороту характеристики излучения полуволнового вибратора на 90°. При этом максимум излучения в горизонтальной плоскости оказывается направленным вдоль оси вибратора.

Объясняется это тем, что при плохой проводимости земли емкостные токи от вибратора проникают в землю (рис. 6-28) и цепь тока образует рамку, диаграмма направленности которой имеет в горизонтальной плоскости вид восьмерки, вытянутой по оси вибратора (см. § 6-8). Излучение же тока, протекающего в горизонтальном вибраторе при низком расположении, невелико из-за влияния его "зеркального изображения". Это явление сказывается в разной степени при различной высоте подвеса антенны и различной проводимости земли. В общем случае излучение горизонтального диполя в направлении оси не равно нулю, что благоприятно для ненаправленной работы.

Несколько иначе обстоит дело с излучением несимметричных заземленных антенн. Они вместе со своими зеркальными изображениями образуют симметричные антенны, характер излучения которых целиком определяется их длиной. Поэтому для нахождения соответствующей диаграммы направленности нужно пользоваться характеристиками излучения симметричных антенн различной длины, приведенными на рис. 6-18.

В том случае, когда земля обладает плохой проводимостью, диаграмма направленности изменяется главным образом под малыми углами к горизонту. Влияние поглощения в земле сказывается в том, что исчезает излучение вдоль земной поверхности, и нижний лепесток диаграммы направленности приобретает вид, показанный на рис. 6-30, б, штриховой линией. Одновременно появляется небольшой добавочный лепесток под большим углом к горизонту, но интенсивность его невелика, и обычно его не учитывают. Естественно, что вследствие поглощения результирующее поле излучения будет ослаблено по сравнению со случаем идеально проводящей земли.