бодным пространством ее выполняют в виде стержня конической формы, причем с увеличением конусности (при той же длине стержня) уровень боковых лепестков и КНД падают, а ширина диаграммы направленности растет.

Рупор

Рис. 10.13. Ребристо-стержневая антенна поверх- , постных волн (

Для улучшения согласования антенны со свободным пространством иногда применяют многослойные стержни с уменьшением диэлектрической проницаемости при приближении к его поверхности или стержни в виде полых диэлектрических труб. В этих случаях уровень боковых лепестков падает до 10% и ниже.

Другим распространенным типом стержневой антенны поверхностных волн является ребристо-стержневая антенна, состояшая из возбудителя и металлического стержня, на котором укреплен ряд параллельных металлических дисков (рис. 10.13). В качестве возбудителя может быть использован симметричный вибратор с рефлектором, рупор или открытый конец волновода. Стержень с дисками представляет собой замедляюш,ую структуру, вдоль которой распространяется поверхностная волна. Основными преимуществами ребристо-стержиевой антенны являются простота конструкции, прочность, высокий КПД и относительно малая масса.

Глава ii. -

ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АНТЕНН

11.1. Измерение фидерных линий

Фидерные линии коротковолновых антенн обычно выполняются в виде воздушной симметричной двухпроводной или четырехпроводной линии. В том и другом случае провода крепятся на изоляторах, установленных на металлических, бетонных или деревянных опорах. Для определения дефектных изоляторов и ошибок монтажа (коротких замыканий, касаний проводов фидера опор и т. п.) целесообразно после окончания монтажных работ и в процессе эксплуатации производить измерение сопротивления изоляции. Следует учитывать, что сопротивления изоляторов в сухую и сырую погоду различны, особенно в тех случаях, когда изоляторы загрязнены. Изоляцию антенного полотна или фидера считают нормальной, если сопротивление изоляции, пересчитанное на один изолятор, составляет не менее 500 МОм.

Измерение распределения напряжения вдоль фидера производится высокочастотным вольтметром или другим индикатором напряжения при включенном генераторе. Коэффициент полезного действия фидера находят по значе-

"наксг

fnunz

Рис. 11.1. Измерение коэффициента полезного действия и коэффициента бегущей волны в фидерной липни:

/ - фидерная линяя; 2 - измеритель распределения напряжения в линии

ниям напряжения в минимумах и максимумах напряжения в «ачале и конце фидера, используя формулу

1ф ~ mhjji макс,/минг максгэ

где £/мин1 И Е/макс! - напряжения в конце фидера (вблизи нагрузки), а tMHHg и 1/макс2 - напряжения в начале фидера вблизи генератора (рис. 11.1).

Для того чтобы не было погрешностей при определении КПД, следует проводить измерения на однородных участках фидера, где нет источников отраженных волн.

Коэффициент бегущей волны в фидере определяется как отношение напряжения в минимуме к напряжению в максимуме (пучности). Оно различно в начале и конце фидера, что объясняется затуханием волны при распространении вдоль него.

11.2. Измерение диаграммы направленности антенны

При измерении диаграм,мы направленности можно либо вращать антенну, принимая сигнал от нее на неподвижную вспомогательную антенну, либо при неподвижной антенне обходить ее со вспомогательной антенной. На длинных, средних и коротких волнах применяют два последних способа измерения диаграммы. Обычно при измерении диаграммы в горизонтальной плоскости вспомогательную антенну с приемником и регистрирующим устройством устанавливают на автомашине и объезжают по кругу с центром в месте расположения антенны. Для измерения диаграммы в вертикальной плоскости вспо; могательную антенну устанавливают на самолете, вертолете или воздушном шаре-зонде.

На коротких волнах интерес представляет не только диаграмма направленности, но и коэффициент усиления антенны. Его обычно определяют, сравнивая поле, создаваемое антенной, работающей в режиме передачи (приема), с полем, возбуждаемым (принимаемым) антенной, имеющей известный коэффициент усиления, например симметричным полуволновым вибратором, подвешенным на той же высоте, что и исследуемая антенна. Иногда, наоборот, на обе эти антенны принимают поля дальних радиостанций и по их отношению определяют коэффициент усиления.

На метровых и более коротких волнах испытуемая антенна имеет ие очень большие размеры и, если она не снабжена поворотным устройством, ее можно поворачивать вручную. Обычно вспомогательная антенна независимо

от того, работает ли она в режиме приема или передачи, установлена неподвижно и направлена максимумом своей диаграммы на испытуемую антенну. При вращении испытываемой антенны регистрируются показания приемника в зависимости от угла ее поворота. Измерения по возможности производят в условиях отсутствия отражений от внещних предметов. Поэтому, если есть воз-можность, создают специальные полигоны для измерения остронаправленных антенн, а для малых антенн - помещения, обшитые материалом, дающим малые отражения на применяемых волнах, так называемые безэховые камеры.

При измерениях диаграммы направленности следует учитывать поляризацию поля. Когда снимается диаграмма по основной поляризации антенны, влияние побочной поляризации мало сказывается на результатах измерений. Но при измерениях диаграммы побочной (паразитной) поляризации необходимо особое внимание обращать на отсутствие предметов, от которых могли бы отражаться с поворотом поляризации волны основной поляризации, имеющие значительно большую амплитуду, чем волны побочной поляризации.

Расстояние между испытуемой и вспомогательной антеннами должно быть достаточно большим, чтобы не было искажений при измерении диаграммы, связанных с отклонением фронта волны от плоского" на раскрывах обеих антенн. Обычно расстояние это должно удовлетворять неравенству

где Di 11 D2 - поперечные размеры испытываемой и измерительной антенн.

В особых случаях, когда требуется высокая точность результатов, целесообразно увеличить расстояние между антеннами. В тех же случаях, когда высокой точности не требуется, расстояние между антеннами может быть уменьшено вдвое.

При измерении характеристик направленности больших антенн дециметровых и сантиметровых волн возникают трудности, ограничивающие возможность получения достаточной информации о деталях диаграммы направленности.

Поэтому для измерения характеристик направленности больших антенн дециметровых и сантиметровых волн широко используют радиоастрономические методы измерений, под которыми понимают методы, использующие внеземные источники радиоизлучения (излучение Солнца, Луны, Кассиопеи-А, Лебедя-А и др.). Существенное преимущество этих методов - возможность проводить измерения по излучению источников, видимых под большим углом к горизонту, и тем самым избежать отражений от поверхности земли и местных предметов. Более того, внеземные источники радиоизлучения расположены в дальней зоне любой, сколь угодно большой антенны и их можно наблюдать под разными углами.

Недостатком радиоастрономических методов следует считать наличие фонового излучения, конечные угловые размеры источников излучения и малую плотность потока мощности. Последнее приводит к необходимости использования высокочувствительных приемников.

П.З. Измерение фазовой диаграммы антенны

Под фазовой диаграммой антенны понимают угловую зависимость фазы поля в пространстве (в данный момент) при фиксированном расстоянии