делы проекции антеннына землю (желательно на расстояние, равное высоте мачт). Иногда в качестве заземлителей используют медные и железные листы площадью около I ... 2 м, закопанные в землю в вертикальном положении, а также металлические трубы, забитые в землю. Такие одиночные заземлители очень просты по конструкции и дешевы. Они достаточно эффективно работают в том случае, когда почва влажная и грунтовые воды залегают неглубоко. Сопротивление одиночных заземлителей относительно велико, и они обычно применяются лишь на передающих станциях небольшой мощности и на приемных установках.

При твердом или плохо проводящем грунте, а также на передвижных станциях устройство заземлений нецелесообразно. В этих случаях под антенной устанавливают систему проводников, подвешенных на кольях на сравнительно небольшой высоте. Провода противовеса соединяются вместе и подключаются к одному из проводов линии питания.

В зависимости от длины проводов противовеса и их числа та или иная часть токов смещения замыкается через противовес, а оставшаяся - через землю, из-за этого возрастают потери. Чем больше проводов противовеса, тем меньше потери в земле. Тем не менее в передвижных радиостанциях с вертикальными антеннами обычно применяют противовесы с числом проводов от двух до четырех и их длиной, равной высоте мачты противовеса. Для антенны с горизонтатьной частью длина проводов противовеса примерно равна горизонтальной части. Высота подвеса на стационарных станциях достигает 4 м и больше, а в передвижных - 1 ... 2 м. Увеличение высоты подвеса противовеса уменьшает потери в земле. Иногда в автомобильных станциях в качестве противовеса используют металлический кузов, в котором она размещена.

Как указывалось выше, иногда используют металлическую конструкцию одиночной мачты в качестве вертикального несимметричного вибратора (антенна-мачта).

Применяются два типа антенн-мачт: с изолированным и с заземленным основаниями. Антенна-мачта с изолированным основанием устанавливается на опорном изоляторе и поддерживается секционированными изоляторами оттяжками. К ее основанию электромагнитная энергия подводится непосредственно фидерной линией или через элементы связи (рис. 4.21,а).

Изолятор

Верхнее питание

V/ . у/- / Зазепление б)

Зазепление

Рис. 4.21. Антенны-мачты:

а -с изолированным основанием; б -с шунтовым питанием; в-48

с верхним питанием

V77777Z77777777Z

6) в)

Рис. 4.22. Распределение тока в антенне-мачте

У Л

Опорный изолятор должен обладать высокой прочностью. Кроме того, он должен обладать малыми диэлектрическими потерями. Наличие опорного изолятора существенно усложняет конструкцию мачты, требует применения грозовых предохранителей, усложняет сигнальное освещение, ее подъем, эксплуатацию, и, кроме того, сам изолятор существенно увеличивает стоимость антенны.

Поэтому все чаще применяются антенны с заземленным основанием, в которых указанные недостатки не имеют места. Из антенн-мачт с заземленным основанием применяются антенны с шунтовым питанием (рис. 4.21,6) и верхним питанием (рис. 4.21,в).

В антенне-мачте с шунтовым питанием точка присоединения фидера к мачте выбирается 0,1 ... 0,2 от высоты мачты и поэтому нижняя и верхняя части мачты включены относительно точки питания параллельно. Распределение тока в антенне показано на рис. 4.22,6. Недостаток такой антенны - уменьшение действующей высоты, связанное с неравномерным распределением тока по мачте.

В антенне верхнего питания, предложенной Г. 3. Айзенбергом, напряжение питания подводится к вершине мачты с помощью коаксиальной линии. Внутренний проводник коаксиала присоединяется к «зонту», а внешний - к телу мачты. Излучающей частью антенны является мачта, по внешней поверхности которой течет ток.

Зонт является емкостным возбудителем токов на мачте. Конструктивно он обычно представляет собой несколько проводов, в качестве которых используются верхние ярусы оттяжек. В некоторых случаях зонт выполнен в виде сетчатого диска, установленного на вершине мачты. Такая антенна при высоте мачты 120 м и длине проводов зонта 35... 60 м работает в диапазоне 200... ... 800 м с высоким КПД.

На рис. 4.22,а и в приведены распределения тока по длине антенны-мачты при питании ее снизу и сверху. Из рисунка видно, что площадь кривой тока антенны с верхним питанием почти вдвое больше площади тока антенны с изолированным основанием. Это означает, что сопротивление излучения антенны с верхним питанием будет почти в 4 раза больше, чем антенны с изолированным основанием. Такое значительное повышение сопротивления излучения сопровождается ощутимым увеличением КПД.

Антенна верхнего питания может быть выполнена таким образом, что вместо зонта устанавливается достаточно длинный штырь, изолированный от нижней части антенны. Такого типа антенны удобно применять на декаметровых я метровых диапазонах волн, когда высота штыря невелика и нагрузка на Изолятор не вызывает серьезных технических трудностей.

4.5. Рамочные антенны

Рамочная антенна (рамка) представляет собой один или несколько последовательно соединенных витков провода (расположенных обычно в вертикальной плоскости), питаемых в режиме передачи источником ЭДС переменного тока. Размеры рамочной антенны малы по сравнению с длиной волны, и поэтому ток, текущий по проводу рамки по всей длине провода, имеет одинаковое значение и фазу, а это значит, что токи на противоположных сторонах раыки направлены в противоположные стороны.

Рамочные антенны могут быть различной конфигурации - круглые, квадратные, треугольные и т. д. Независимо от конфигурации рамки и ее размеров (малых по сравнению с длиной волны) она сохраняет форму своей диаграммы направленности и поляризацию электромагнитного поля.

Диаграмма направленности малой рамочной антенны была рассмотрена в гл. 3. Как следует из приведенных там выводов, характеристика направленности вертикальной рамки в горизонтальной плоскости определяется выражением

f (6) = sine = cos а,

где е - угол, отсчитываемый в горизонтальной плоскости относительно оси рамки; а - угол, отсчитываемый относительно плоскости рамки (а=90°-6).

Таким образом, диаграмма направленности (в полярных координатах) имеет вид восьмерки с максимумами в плоскости рамки. Вдоль оси рамка не излучает (и не принимает).

Электродвижущая сила, наводимая в приемной плоской рамке из п витков, вертикально расположенной в воздушном пространстве

бр = Sn £ cos а - ер макс cos а,

где К - длина волны; S - площадь, охватываемая рамкой; Е - напряженность электрического поля, силовые линии которого параллельны вертикальным сторонам рамки.

Применяя понятие действующей длины к рамочной антенне, в соответствии с (3.15) получаем /д-=Ер макс/-Е=2зх5яА, т. е. действующая длина рамкп пропорциональна числу витков и отношению площади рамки к длине волны.

Вертикально расположенная рамка, как и вертикальный вибратор, принимает вертикально поляризованное поле поверхностной волны, но в отличие от вертикального вибратора, который имеет в горизонтальной плоскости всенап-равленную диаграмму, рамка имеет диаграмму с нулевым значением в направлениях, перпендикулярных плоскости рамки. Поэтому, вращая рамку и прослушивая какую-либо радиостанцию, можно, установив рамку на минимальный уровень приема или на полное отсутствие приема, определить направление на радиостанцию. Если известно расположение этой станции, то известна и линия, проходящая через рамку и данную радиостанцию. Таким же образом, принимая расположенную в известном месте другую радиостанцию, работающую на другой волне, можно найти вторую линию, проходящую через рамку и вторую радиостанцию. Пересечение этих линий позволяет определить положение оператора с рамкой на поверхности земли.

Наличие емкости между витками рамки и окружающими металлически.ии конструкциями приводит к тому, что кроме тока проводимости, текущего в 50