Вертикальные вибраторы прн использовании в широком диапазоне вола, как и горизонтальные вибраторы, выполняются с пониженным волновым сопро, тивлением. Имеется множество вариантов конструкций таких вибраторов (см. Приложение 3).

Линейные остронаправленные антенны. Для получения больших КНД ан. тенну составляли из большого числа полуволновых или одноволновых вибра-торов, питаемых синфазно. В этом случае фидерная система была сложной и нуждалась в тщательной регулировке. Поэтому развитие остронаправленны,х коротковолновых антенн шло также по пути разработки антенн в виде комбинации нз малогА числа длинных проводов.

Концентрация Энергии в горизонтальной плоскости для волны, поляризованной горизонтально, была осуществлена М. А. Бонч-Бруевичем и В. В. Та-тариновым с помощью горизонтальной одноэтажной антенны, состоявшей из четырех горизонтальных вибраторов, включенных последовательно с отрезками двухпроводных линий, подстройка которых производилась подвижными корот-козамыкг1Ющими перемычками. Длина вибраторов равна половине длины волны, а длина отрезков линии до перемычки - четверти длины волны. Настройке линии питания производилась с помощью индуктивности. Сзади антенны было расположено пассивное зеркало, схема которого изображена на рис. 4.12. Перемещение короткозамыкающих перемычек позволяло изменять рабочую длину волны антенны на несколько процентов. Для изменения настройки в пределах нескольких десятков процентов провода антенны и зеркала были снабжены соединительными муфтами и наставными концами вибраторов и короткозамкнутых отрезков линий (шлейфов).

Можно из одного провода, возбужденного стоячей волной тока, создать систему синфазных вибраторов, сворачивая каждую четную полуволну в катушку. Свернутые в катушки четные полуволновые участки провода не излучают, а нечетные, так как токи в них синфазны, излучают в направлении, перпендикулярном плоскости антенны. Антенны такого типа с вертикально подвешенными проводами использовались Г. Маркони для связи.

На рис. 4.13 показано распределение тока и потенциала на одной из секций антенны. В связи с трудностями, возникавшими при настройке катушек,, обычно ограничинались тремя этажами вибраторов.

Рис. 4.12. Одноэтажная горизонтальная синфазная антенна Татаринова с пассивным зеркалом

Рис. 4.13. Секция направленной антенны

, к/г

W7Z W/Z

Рис. 4.14. Ромбическая антенна из одиночных проводов

В последующие годы катушки были заменены четвертьволновыми шлейфа-jnH, такими, какие были применены В. В. Татариновым в одноэтажных горизонтальных антеннах.

Ромбическая антенна. Это линейная антенна высокой направленности с малым числом излучающих элементов и простой системой питания. Она представляет собой длинную двухпроводную линию, провода которой расходятся от входа, а потом, образуя ромб, сходятся, замыкаясь на активное сопротивление, равное волновому сопротивлению линии (рис. 4.14). Несмотря на то, что напряжение питания подводится к двум проводам, так как они изогнуты, жаждая сторона ромба является отдельным излучающим элементом. Направление максимального излучения зависит от отношения длины провода к длине волны (см. рис. 4.2,6). Провода с бегущими волнами располагают так, чтобы вдоль большой оси ромба направления максимального излучения всех проводов совпадали и поля проводов складывались. Результирующая диаграмма направленности всех четырех проводов имеет вид, представленный на рис. 4.15. Здесь цлина каждой из сторон антенны равна четырем длинам средней волны диапазона, угол между сторонами ромба равен 130° и высота подвеса над зем-ной поверхностью равна длине средней волны. Диаграмма в вертикальной плоскости зависит не только от длины проводов и угла между ними, но также и от высоты подвеса проводов антенны. Направление максимального излучения в вертикальной плоскости выбирается исходя из дальности трассы. Так, напри-»fep, для расстояний около 1000 км угол возвышения диаграммы обычно при-нимается равным 30°, а для трасс, больших 2000 км, 15° и меньше.

Ромбические антенны находят широкое применение на приемных и передающих коротковолновых радиоцентрах, так как они без регулировок и настроек работают в очень широком диапазоне радиоволн, просты по конструкции и имеют достаточно высокую направленность. Их основными недостатками следует считать большое число, высокий уровень боковых лепестков и сравнительно большую площадь, занимаемую антенной, что приводит для крупных-радиоцентров к увеличению занимаемой ими площади.

Для снижения стоимости ромбических антенн было предложено В. С. Школь-«иковым и Ю. А. Митягиным уменьшить число мачт с четырех до двух. Для" ®того, в отличие от обычных ромбических антенн, их острые углы опускаются Ло нескольких метров над землей. В острых углах дорогостоящие мачты заменяются столбами высотой 5... 6 м (рис. 4.16).

10 0,8 0.6

го iff ее ж\ ж i2ff м lee we°

Рис. 4.15. Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости ромбической антенны

Рис. 4.16. Согнутая ромбическая: антенна

т Т Y 1 t

11111 кпри-\\ им U I

епнику (I II

Л1 1

Поглощающее --сопрошпенае

т т т

Сопроти-

влЕние

связи

Рис. 4.17. Схема антенны бегущей волны

Коротковолновая антенна бегущей волны. Антенна бегущей волны применяется только для приема радиоволн гектаметрового диапазона. Она представляет собой длинную двухпроводную линию, к которой на одинаковых расстояниях присоединены симметричные вибраторы (рис. 4.17). Линия нагружена на активное сопротивление, равное ее волновому сопротивлению. Расстояние между вибраторами не превосходят одной восьмой длины самой короткой из рабочих волн антенны. В первых вариантах антенны, описанной Бевереджем н Петерсоном в 1931 г., вибраторы включались через конденсаторы малой емкости. В дальнейшем в качестве элементов связи вибраторов с линией использовались также активные сопротивления.

Приходящая к антенне электромагнитная волна наводит в вибратора.х ЭДС, которые через емкости или сопротивления связи подаются на собирательную линию. Фазовые сдвиги между ЭДС, возбуждаемыми между соседними вибраторами, зависят от направления прихода волны. Каждая из ЭДС возбуждает две волны тока в линии, распространяющиеся в противоположных направления.х. Одна из них распространяется в сторону поглощающего сопротивления, а вторая - в сторону приемника. Волны, распространяющиеся в сторону согласованного с антенной приемника или фидера, ведущего к приемнику, также поглотятся во входном сопротивлении приемника, т. е. создадут на его входе полезное напряжение.

В тех случаях, когда желательно увеличить КНД и можно уменьшить ширину диаграммы направленности, применяют синфазное (параллельное) включение двух антенн бегущей волны на один приемник (см. рис. 4.18).