1гНлЩ; i2=i-(ui/z)

Рис. 4.23. Прохождение токов в рамке при нарушении симметрии

Разрез Э1рат

Iff Э/ран

11 )

y-J-Pa/im И приетину

I

Рис. 4.24. Экранированная рамка

(противоположных направлениях на противоположных сторонах рамки, в ней .будут протекать паразитные токи, направленные в обеих сторонах рамки в од-«у и ту же сторону (рис. 4.23). iB этом случае рамка, работающая в режиме -передачи не будет иметь нулевого -излучения в напранлен-ии, перпендикулярном .ее плоскости. В силу принципа взаимности можно утверждать, что сместится нуль приема при работе рамки в режиме пеленга, т. е. что к прини.маемому полезному сигналу добавляется паразитный сигнал, не зависящий от направления •прихода волны. Для устранения емкости рамки по отношению к окружающи.м жонструкциям она заключается в электростатический экран, представляющий собой металлическую трубку, охватывающую рамку. Если этот экран будет .замкнутым, то он будет полностью экранировать провода рамки от приходящих электромагнитных волн. Для того чтобы на проводах наводилась ЭДС, необходимо прервать путь токов в экране, разрезав его поперек (рис. 4.24). В этом случае экран сохраняет способность электростатического экранирования, не препятствуя возбуждению ироводов рамки.

Сопротивление рамки имеет индуктивный характер, и настройка рамки в резонанс конденсатором приводит к увеличению напряжения па входе приемника. Это эквивалентно возрастанию действующей длины рамки пропорционально добротности контура, составленного рамкой и конденсатором. Добротность этого контура обычно велика.

Раз.мещение вертикальной рамки над проводящей земной поверхностью, как и в случае вертикального вибратора, удваивает ее действующую высоту, так как зеркальное -изображение как бы удваивает площадь рамки-

iB качестве приемной или пеленгацион-ной антенны можно использовать магнитную антенну, которая представляет собой многовитковую рамочную антенну, витки которой намотаны на стержневой сердечник из высокочастотного лагннтного материала.

Уменьшение размеров рамочной антенны при намотке ее витков на магнитный стержень объясняется тем, что при наличии магнитного сердечника магнитный поток через витки возрастает пропорционально магнитной проницаемости материала сердечника.

Действующая длина магнитной антенны может быть определена по фоо-дауле

-э = д Ист >

где и - действующая длина магнитной антенны с сердечником; /д - действующая длина антенны без сердечника, [Гст - эффективная магнитная проницае-

Рис. 425. Антенная система для однонаправленного приема

Рис. 4.27. Радиогониометр:

I, 2 -рамки; 3 - фидер; 4-10-ниомгтр; 5 - искатель

рати

Рис. 4.26. Диаграмма направленности антенной системы из рамки и вертикального штыря (кардиоидная диаграмма направленности):

Q -наложснмз гпаграмм рамки и штыря; 6 - суммарная диаграмма

мость сердечника, зависящая от магнитной проницаемости р, материала сердечника и отношения длины сердечника к его диаметру. Значения [Хст приведены на рис. 7.1,6. Диаметр сердечника магнитной антенны берут в пределах 15 ... 25 мм, а длину - от единиц до нескольких десятков сантиметров.

Диаграмма направленности рамочной антенны имеет два противоположно направленных минимума излучения, что создает трудность в определении на-прав.аения на источник излучения. Для того чтобы создать диаграмму с од-ни.м направлением нулевого приема, применяют комбинацию рамочной и вертикальной антенн (рис. 4.25). Если выбрать действующие высоты одинаковыми, то для одного нз направлений максимального приема рамки в горизонтальной плоскости ЭДС обеих антенн складываются, а для другого - вычитаются, прлчем во втором случае ЭДС на выходе этой системы будет равна нулю. Для того чтобы понять TipHHHHn действия такой системы, следует рассмотреть диаграммы направленности вертикальной антенны и рамки с учетом фазы их излучения. Диаграмма вертикального провода в горизонтальной плоскости представляет собой окружность, причем фаза излучения во всех направлениях одинакова. Диаграмма рамки имеет форму восьмерки, и фазы лепестков противоположны (рис. 4.26,а). При переходе через направление вдоль оси рамки фаза сигнала на выходе рамки будет изменять свое значение на 180°. Следовательно, для направления прихода волны, при которо.м амплитуды ЭДС ра-м-

ки и вертикального провода будут одинаковы, а фазы противоположны, сигнал на выходе антенны будет равным нулю. Если, же антенну отрегулировать так, чтобы амплитуды ЭДС выли равны для направления, лежащего в плоскости ра.мки, то такое направление нулевого приема будет единственным (рис. 4.26,6). В этом случае диаграмма -направленности -системы вертикальная рамка-верти-кальиый вибратор будет иметь -форму кардиоиды.

Для того чтобы определить направление на источник излучения, одиноч ную рамку, а также антенну, обладающую кардноидной диагра.м.мой напраз-ленност-и, необходимо поворачивать вручную или с помощью какого-либо элек-тро.механического устройства. Есть возможность при -неподвижной антенн-з изменять направление нулевого приема соответствующим фазирование.м ЭДС, возбуждаемых приходящей волной, на выходе двух скрещенных рамок (рис, 4.27). Это фазирование осуществляется вариометром, представляющим собой две расположенные взаимно перпендикулярно неподвижные катушки, внутри которых вращается третья катушка, называемая искателем. Каждая из неподвижных катушек присоединена к одной из рамок. Изменение положения искателя приводит к изменению значения и фазы ЭДС, наведенных в нем toko.w, протекающ-им по катушкам при падении на рамки электромагнитной волны. Если и рамки, и катушки одинаковы, то, как показывает теория, результирующая диа-гра.мма направленности такой системы будет иметь, как и одиночная рамка, форму восьмерки, но эта восьмерка будет поворачивать-ся при повороте искателя. Таким образом, пеленг на источник излучения можно определить поворотом небольшой катушки.

В результате сложения ЭДС получим нормированную диаграмму направленности, являющуюся суммой диаграмм вертикального провода и рамки:

(ф) = (1Ч- cosa)/2. Глава 5.

АНТЕННЫ-УСИЛИТЕЛИ

5.1. Общие сведения об активных антеннах

Активными антеннами называют устройства, объединяющие в себе собственно антенну и активные элементы усиления, преобразования или генерации сигналов.

Такая интеграция (объединение) заметно улучшает параметры устройства: дает возможность уменьшить размеры антенн, расширить полосу частот пропускания, повысить отношение сигнал-шум, осуществить переход с симметричной антенны на -несимметричный кабель; кроме того, облегчается возможность электронного управления диаграммой направленности антенны.

Серийно выпускаются и широко используются активные автомобильные антенны. Осо-бый интерес представляют подобные антенны для бортовой радиоаппаратуры летательных аппаратов различного назначения (связь, локация, те-ле-метрия и др.), где малые габаритные размеры и масса игрют важную роль.

На рис. 5.1 показана структурная схема наиболее распространенного вида активной антенны. На этом рисунке четырехполюсник АЭ представляет собой" активный элемент, объединенный с проволочной антенной.