(т. е. вверх) излучение отсутствует; в горизонтальной плоскости излучение одинаково по всем направлениям.

Если отвлечься от ряда вопросов, которые необходимо решить для обеспечения возможности практического выполнения эффективных вертикальных антенн, то применение антенн, состоящих из вертикальной и горизонтальной систем проводов (Г-образных и Т-образных), может показаться нерациональным, так как горизонтальные провода, расположенные на небольшой по сравнению с длиной волны высоте, вдоль поверхности земли не излучают. Излучающей частью практически считается только вертикальная часть антенны.

Основпыми причинами, вызвавшими широкое применение проволочных антенн с горизонтальной частью, являются следующие.

Высота мачт, служащих для подвеса проволочных антенн, по экономическим соображениям не должна превышать 200-ь250 м. Высота же вертикальной заземлённой антенны, если

работать на наибольшей резонансной волне, равна - Эта высота

получается много больше указанной высоты мачт. Например, для волны X =10 ООО м высота вертикальнойзаземлённой антенны должна быть равна 2500 м. Даже для более длинных волн средневолнового диапазона она получается больше 250 м. Например, для работы на волне =2000 м необходимая высота антенны получается равной 500 м. Поэтому пришлось пойти по пути применения антенн с горизонтальной частью, ограничив соответственно длину вертикальной части их.

Правда, как показано ниже, требуемую для работы на заданной волне длину вертикальной антенны можно значительно уменьшить включением у основания антенны катушки самоиндукции, но это приводит к уменьшению излучаемой мощности и кпд антенны. В случае же увеличения мощности, подаваемой в антенну для повышения мощности излучения, напряжение на её верхнем конце получается столь большим, что выполнение антенны практически становится невозможным. Поэтому уменьшение длины вертикальной антенны за счёт включения катушки имеет свои пределы. В антеннах, предназначенных для работы на более длинных волнах средневолновото диапазона и длинных волнах, применение горизонтальной части оказывается практически необходимым. При достаточной погонной ёмкости горизонтальной части становится возможным сооружение антенн, излучающих достаточно большую мощность, что позволяет обеспечивать связь на требуемые расстояния.

На длинных волнах кпд антенн получается очень низким, достигая на волнах 12 000-14 000 м порядка 10%- С уменьшением длины волны Длина горизонтальной части уменьшается, сооружение становится более простым, кпд увеличивается.

На средних волнах сооружение антенны ещё больше упро-

щается, кпд становится -большим, я на волнах 1000--2000 м удаётся добиться кпд антеняы равным 70н-80%.

Чтобы подтвердить приведённые общие замечания относительно длинноволновых и средневолновых антенн, выяснить подробней сущность особенностей этих антенн, предназначаемых для работы на волнах разной длины, и научиться проектировать их, перейдём к последовательному решению ряда основных вопросов, относящихся к длинноволновым и средневолновым антеннам.

§ 2.x. Настройка вертикальной заземлённой антенны

Основная волна вертикальной антенны

Реактивная составляющая входного сопротивления вертикальной заземлённой антенны длиной h (рис. 2а.X), как линии разомкнутой на конце (один провод которой заменён землёй), равна

вххх= -pijCtgaA,

(1-Х)

где Рд - волновое сопротивление вертикальной антенны,

а - постоянная сдвига фазы.

В случае необходимости получения резонанса реактивная составляющая входного сопротивления антенны должна быть равна

mff то

Рис. 2.x. Вертикальная заземлённая антенна: а) без элементов настройки, б) с катушкой, в) с конденсатором

нулю. Так как равным нулю быть не может, то должен быть равен нулю ctgaft. Последнее возможно при выполнении условия

где п = О, 1, 2, 3 ... и т. д.

,(2п -ь 1)

(2.Х)

Заменяя в последнем равенстве а через-> получим фор-

мулу для определения резонансных длин волн вертикальной заземлённой антенны

Х=-. (З.Х)

Положив в соотношении (2.Х) п = О, получаем a.h= --, откуда, подставляя а= - , имеем

Ло = 4А. (4.Х)

Волна \ называется основной длиной волны вертикальной заземлённой антенны, которая, как показывает последняя формула, равна учетверённой длине антенны.

Основная длина волны антенны является той наиболее длинной волной, на которой входное сопротивление антенны равно нулю.

Очевидно, что в вертикальной заземлённой антенне, как и в линии, разомкнутой на конце, будет иметь место режим стоячих волн. Амплитуды напряжения и тока в любой точке такой антен-1ПЫ определяются соответственно выражениями:

(5.Х)

Задаваясь рядом значений х, ot.v = 0 до х=Л = .получим кривые распределения амплитуд напряжения и тока вдоль вертикальной заземлённой антенны, показанные на рис. 2а.Х. Пучность напряжения f/g находится на верхнем конце антенны (х = 0),

а узел - у земли (х = -V Пучность тока/ = находится,

наоборот, у земли, а узел на верхнем конце антенны.

Подставляя в ф-лу (З.Х) значения п = 1,2,3 и т. д., приходим к выводу, что вертикальная заземлённая антенна имеет резонансные длины волн, представляющие собой нечётные гармоники вен о в ной волны, а именно:

>, = h;},= ±h;l,-hT. А. (6.Х)

О О 7

в качестве примера на рис. 2а.X пунктиром показано распределение амплитуд напряжения и тока вдоль заземлённой вертикальной антенны при возбуждении её на волнах третьей и пятой гармоник, а сплошной линией - для основной волны.

Так как антенны длинных и средних волн на гармониках, как правило, не работают, то далее на них останавливаться не будем. 430