Главная >  Очерк развития радиотехнологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 [ 148 ] 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204

грунта, обладающий свойствами проводника и диэлектрик!, с током проводимости и током смещения.

В проводах антенны теряется относительно небольшая мощность, так как активное сопротивление проводов мало, порядка сотых или десятых долей ома. Также обычно невелики потери в слое воздуха между проводами антенны и землёй. Вредные потери имеют месго главным образом в земле, вследствие плохой её проводимости. Точный учёт потерь очень труден.

М. В. Шулейкин экспериментально установил, что сопротивление потерь, отнесённое к наибольшему току в антенне, ориентировочно можно определять по формуле

Rn-A-, (50.Х)

где А - коэффициент, зависящий от качества зазейления и имеющий значения от 0,5 до 7. Для хороших антенн Л = 0,5ч-3. Следует отметить, что по существу коэффициент А является сопротивлением потерь при работе на основной волне.

Полное активное сопротивление антенны/? 4[ может быть определено как сумма полезного сопротивления излучения и вредного сопротивления потерь

R=mo(Jy + А. (51.Х)

Полная мощность антенны , очевидно, должна определяться по формуле

Рл==ПЛ (52.Х)

где за ток надо принимать, как отмечено выше, ток 4о - Для волн, больших основной, и ток jgjj - для волн, меньших основной.

Коэффициент полезного действия антенны т] равен

л = = -- (53.Х)

Как видно из ф-лы (50.X), сопротивление потерь падает с уменьшением длины волны и улучшением системы заземления, в то время как сопротивление излучения, что вытекает из ф-лы (49.X), с уменьшением длины волны увеличивается. Соответственно с этим кпд антенны увеличивается с уменьшением длины волны. При работе на волнах, меньших основной, удаётся получить кпд средневолновой антенны порядка 70-80%, в то время как в случае работы на волнах, много больших основной волны, кпд длинноволновой антенны получается только порядка нескольких десятков процентов, достигая на самых длинных волнах величи-ны порядка 10%.

Для уменьшения потерь в земле, очевидно, нужно стремиться к такому выполнению заземления, которое обеспечивает мини-



мальное сопротивление в месте соединения нижнего конца антенны с землёй и минимальное сопротивление грунта (под антенной), по которому проходят токи к основйнию антенны.

Простейшим способом уменьшения потерь в земле является обеспечение этим токам пути в грунтовых водах, для чего нижний конец антенны соединяется с металлическим предметом, который закапывается на уровне грунтовых вод. В качестве металлического предмета используются металлические листы, трубы, проволока и др. Такое простое устройство заземления не дает возможности получить относительно малое сопротивление потерь, поэтому оно не применяется на передающих радиостанциях. Такое заземление можно применять только для приёмной антенны, кпд которой не играет существенной роли.

Дтя передающих антенн с целью уменьшения сопротивления грунта применяется более сложный способ заземления антенны - металлизация определённого участка земли под антенной.

Для правильного решения этого вопроса надо иметь полную йартину распределения электромагнитного поля вокруг антенны, так как тогда можно установить характер распредешння токов в земле, можно определить, какой участок земли под антенной надо металлизировать и в каких точках металлизация должна быть особенно хорошей. Точное выяснение распределения электромагнитного поля вокруг антенны и распределения токов в земле представляет собой очень большие трудности. Речь может итти только о картине приближённого распределения токов в земле. На волнах длинноволнового диапазона распределение токов в земле зависит главным образом от проводимости почвы. На волнах меньшей длины для почвы с небольшой проводимостью распределение токов зависит главным образом от диэлектрических свойств почвы. С уменьшением длины волны глубина погружения токов в земле, обладающей средней проводимостью, уменьшается. Характер распределения электромагнитного поля и, следовательно, распределения токов в земле зависит также от формы антенны. Наиболее равномерное распределение токов в земле дают антенны-вертикальная и зонтичная, а также Г- и Т-образные антенны. На рис. 8а.Х показано примерное распределение силовых линий электрического поля вокруг Т-образной антенны.

Опыты и теория показывают, что главная масса силовых линий электрического поля рассматриваемых типов антенн охватывает территорию, непосредственно прилегающую к йнтенне. Эта территория выступает за пределы площади проекции антенны на землю на расстояние, грубо говоря, равное удвоенной высоте антенны. Около 80% всех потерь в земле приходится на данную площадь. Грунт под антенной на площади указанных размеров надо хорошо металлизировать. Как минимальную площадь металлизации земли принимают территорию, выступающую за пределы площади проекции антенны на расстояние, равное высоте подвеса её горизонтальной части. Например, для Т-образной антенны тер-



ритория металлизации земли должна быть взята, как показано в плане на рис 86 X, шириной 2h, длиной 2h-\-L, где h - высота подвеса горизонтальной части антенны, 1 - длина горизонтальной части её. Для вертикальной антенны площадь металлизации представляет собой круг радиусом h

Сплошная металлизация земли представляет собой очень дорогое устройство Поэтому обычно делают систему отдельных заземлений в виде радиально расходящихся от основания антенны проводов или металлических лент, занимающих круглую или эллипсоидальную площадь, выступающую за пределы площади проекции антенны на расстояние, как показано на рис 8в и г X



Рис 8Х рассмотрению вопроса об устройстве заземления антенны а) распределение силовых линий Э1ектрического поля вокруг Т-образной антенны, б) минимальная площадь земли под антенной, которую необходимо металлизировать, в) и г) схемы заземления Т образной антенны

Диаметр проводов для заземления берут равным 3-г-4ж.и Материал провода - медь (иногда бронза), а материал лент - оцинкованная сталь. Глубина закапывания проводов или лент в грунт равна 20 -40 см, а количество лучей до 120 шт.

Иногда усложняют описанную систему, делая на участках наибольшего сгущения силовых линий электрического поля системы расходящихся проводников в форме звёздочек, соединённых с концами радиальных проводов, натянутых над землёй на высоте нескатьких метров и идущих к основанию антенны. Для антенн с развитой горизонтальной частью, как показал М В Шулейкин, выгодно располагать отдельные заземления в форме звёздочек по двум окружностям, из которых внешняя должна иметь радиус,



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 [ 148 ] 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204