Рис. 6.17. Определение коэффициента направлеиногс действия антенны типа «волновой канал»

6 L/A

При длине директорной антенны, превышающей длину волны (L>%), зависимость ее КНД (Tipn условии тщательной настройки) от длины может быть выражена простой формулой £)~ kiLIK, где ki-коэффициент, определяемый вс графику, приведенному на рис. 6.17.

Логопериодическая антенна. Частотно-независимые свойства логопериодиче= ских антенн базируются на принципе электродинамического подобия. Проволоч-«ые антенны, выполненные из немагнитных материалов и расположенные в вое-духе или вакууме, имеют одинаковые электрические характеристики, если, во» первых, все их геометрические размеры пропорциональны длинам волн, на ко-торых они работают, и, во-вторых, проводимости проводов, из которых они вьшолнены, обратно пропорциональны длинам волн. Второе требование прв выполнении антенн из металла с высокой удельной проводимостью не обязательно вьшолнять, так как проводимость определяет лишь потери энергии, которые для хороших проводников малы по сравнению с излучаемой энергией.

Частотно-независимая антенна представляет собой структуру, в которой ие каждой данной длине волны ток протекает з пределах ограниченного участка За пределами этого участка структуры, называемого активной областью антенны, ток быстро падает.

Рассматриваемая вибраторная логопериодическая антенна состоит иг> двухпроводной линии передачи и подключенных к ней вибраторов (рис. 6.18), При изменении длины волны начинает интенсивно излучать та группа вибраторов, у которых длина близка к резонансной и расстояние между соседними вибраторами равно четверти длины волны. Поэтому изменение частоты пв" 2Яаиия в очень широких пределах почти не изменяет диаграммы направленно»

Расстояние пежду Sufpamopanu

Длины / бираторов

Рис. 6.18. Расположение и размеры вибраторов в логопериодической антенне предназначенной для приема телешзионного вещания па каналах 1-12

;ти, Постоянство входного сопротивления антенны объясняется тем, что .короткие вибраторы, расположенные между входотм антенны н областью актив-

во излучающих вибраторов, слабо возбуждаются и их влияние сводится к не-. которому изменению волнового сояротивления линии и изменению фазовой .скорости в ней.

Вибраторы активной области подключены на расстоянии четверть волны .один от другого, и отраженные ими волны почти компенсируются. Дело в том, что отражения от них оказываются из-за разности путей, равной полуволне, сдвинутыми по фазе примерно на 180°. Следует к тому же отметить, что рас-,стояние в долях волны (электрическое расстояние) от точки питания (входных зажимов) антенны до активной области всегда остается одним и тем же ш

яоэтому их сопротивление, пересчитанное ко входу, «е изменяется с частотой.

В логопериодической антенне длины вибраторов, их диаметры н расстояния между ними изменяются в геометрической прогрессии:

«-1

где In, U-i, dn, dn-i - соответственно длины н диаметры соседних вибрато-.ров, а г„, Гп-1 - расстояния между ними.

Часто для упрощения конструкции вибраторы по всей антенне или на не-.«оторых ее участках изготавливают из трубок одинакового диаметра.

Кроме параметра т, называемого периодом структуры, вводят параметр .«г - относительное расстояние, равное отнощению расстояния между парой со--седних вибраторов к длине наибольщего из них. Если а - угол при вершине треугольника, образуемого линиями, соединяющими концы вибраторов, то

а = 4-(1-т)с*йа-

1Г[огопериодическая вибраторная антенна может быть использована для

приема передач многопрограммных телецентров.

На рйс. 6.18 приведены размеры и расположение вибраторов одного из -самых простых вариантов логопериодической антенны, который может обеспе-•чить без перестройки прием программ телевизионного вещания «а каналах i-12.

Комнатные антенны. В тех случаях, когда прием осуществляется в зонах, Jfle напряженность поля, создаваемого передающей антенной телевизионной -станции, достаточно велика, можно не выносить антенну за пределы здания н Ч)граничиться использованием комнатной антенны. Установлено, что на метровых волнах напряженность поля внутри здания в среднем в 6-7 раз меньше, Чем снаружи. На дециметровых волнах это соотношение доходит до 10... 12, Естественно, при этом обычно на верхних этажах уровень сигнала выше, чем на нижних, а также в помещениях, у которых окна выходят в сторону теле-Чентра, поле больше, чем в тех помещениях, у которых окна выходят на противоположную сторону. Напряженность электромагнитного поля внутри зда-

ййя .из-за отражений от стен, труб,- электропроводки и пр. имеет ярко выраженный неоднородный характер, и поэтому при установке комнатной антенн ны следует искать ее -месторасположение и ориентацию. Причем это место мо>-жет оказаться различным для разных каналов.

В качестве комнатных антенн -на метровых волнах можно использоватв-проволочные горизонтальные или наклонные симметричные вибраторы, но предпочтительнее пользоваться раздвиж-нььми вибраторами, позволяющими изменять длину, угол -между двумя половинами вибратора и плоскость, в которой лежат вибраторы. Такие раздвижные вибраторы позволяют осуществлять в широких пределах выбор положения и ориентации, длины и поляризации антенны, прн>-спосабливая их к структуре поля в комнате. На метровых -волнах в качестве комнатных антенн удобно применять укороченные раздвижные вибраторы. Укорочение длины вибраторов производится совместно с компенсацией- его-емкостного» реактивного сопротивления последовательным включением в- оба плеча индуктивностей.

На дециметровых волнах можно применять направленные антенны -• директорные, логопериодические и т. п. Их размеры невелики на это-м диапазоне волн, и поэтому их легко приспосабливать к структуре поля- .в помеще»

НИИ.

Все шире для телевизионного приема используются комнатные антенны - усилители (см. гл. 5).

Дальний прием телевидения. В начале 30-х годов были уже -известны случаи, когда радиоволны метрового диапазона принимались на расстояниях от передатчика, значительно превосходящих пределы прямой видимости. Начиная с 1950 г. было обнаружено, что иногда можно принимать сигналы телеви-8И0ННЫХ станций, расположенных на расстояниях в несколько сотен и даже тысяч километров. Так, например, в радиолюбительских журналах тех лет были опубликованы сообщения о приеме сигналов Пражского телевизионнога центра в .Угличе и Рязани, Московского телевивионного центра - в Чехословакии и Голландии.

Дальний прием телевизионных программ возможен при определенных состояниях различных .слоев атмосферы Земли. Причем механизм распространения в зависимости от расстояния между передающей станцией и приемным устррй-ством неодинаков. На расстояниях 20 ... 30 км за пределами прямой видимости распространение происходит благодаря дифракции (огибанию) радиоволн вокруг Земли и рефракции (преломлению) волны в тропосфере. Прием на расстояниях в 150 ... 1000 км происходит благодаря рефракции в тропосфере, а-сверхдальнее распространение радиоволн на расстояния свыше тысячи километров связано с их .отражением от ионосферы. Обычно дальний прием телевидения наблюдается на первом диапазоне. Характерной особенностью дальнего приема являются замирания сигнала. Дальний прием возможен только на антенны, имеющие высокий КНД. Обычно используют для этих целей синфазные антенные решетки, состоящие из нескольких многодиректорных антенн, расположенных па одной мачте е несколько этажей. При этом диаграмма направленности в вертикальной плоскости сужается, а- в- горизонтальной- остается такой же, как у одиночной антенны.