Страница:Радиолюбитель 1927 г. №11-12.djvu/39

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


L- №11—12 РАДИОЛЮБИТЕЛЬ

433 A

О РАБОТЕ НА ГАРМОНИКАХ

е

ПРИСТУПАЛ еще только к работе на коротковолновом m редатчнке, выбирая схему, любитель, озабоченный вопросом об антенне для своего будущего передатчика, узнает, что в сущности для коротковолнового передатчика нет необходимости непременно остановиться на короткой антенне, а что и при высокой, а, следовчтельцо, и длинной антенне можно тоже излучать достаточно короткие волны, возбуждая дл< этого антенну не на ее основной волне а на гармонической.

С гармониками любитель имел в (зможиость познакомиться (правда, это знакомство обычно бывало не из приятных) еще раньше, когда он работал по приему. На этой работе оп .мог обнаружить, что некоторые станции слышны не только па их основной волне, но и на некоторых других определенных во шах, длина которых н целое число раз короче основной.

Из этого можно было заключить, что антенна имеет тенденцию излучать на ряду с основной волной ряд других волн—гармонических, менее мощных, которые вторгаются непрошенными гостями, неся с собой передачу данной станции, в диапазон, где, казалось бы, на эту передачу меньше всего можно было бы наткнуться. ’

И. Н.

как об этом будет сказано ниже, антенну можно заставить колебаться только на гармонике, не возбуждая основной волпы.

Распределение токов и напряжений

В зависимости о г того, имеем ли мы в аптеипе колебании основной волны или гарГ армоники

В сущности для человека, несколько знакомого с физикой, гармоники — явление не новое. Сплошь да рядом мы встречаемся с явлением, когда возбуждаемые нами колебания (механические, звуковые или электрические) сопровождаются более слабыми гармоническими колебаниями, частота которых в целое число раз больше основной частоты. Звучащая струна, настроенная на известный тон, издает еще ряд более слабых тонов, частота коих кратна основному. Эти гармонические колебания или, как их иначе называют, обертоны, в разиых комбинациях придают тот или иной '1 ембр, разную окраску звукам одною и того же тона.

Та гармоника, частота колебаний которой вдвое больше основной частоты, иазывается второй )армоникой; у третьей гармоники частота колебаний втрое больше основной частоты, у четве|»той — вчетверо и т. д.

Если в антенне, на ряду с колебаниями основной частоты, имеются гармонические колебания, то антепна излучает, кроме той полны, на которую она настроена, шцо ряд воли, длин I которых соответствует частоте этих гармонических колебаний.’Так, папр., третья 1армоника, частота которой втрое больше основной частоты, будет соответство- вать волне, втрое короче основной в олпы1). При наиежащем устройстве и схеме передающей станции гармоники могут быть сделаны настолько сла> ыми, что они почти не дают себя обнаруживать/ С другой стороны,

  • ) В действительности гармошши аитоихм ио и точности критиы основное полке.

Рис. 2. Распределение тока и напряжения в заземленном проводе при колебаниях на основной волне (вдоль провода укладывается V* волны).

а Ь с d

Рис. 1. и—волнообразное распределение тока вдоль провода; 6— распределение тока (У) и напряжения (А*) при колебаниях на основной частоте; с — то же при колебаниях на II гармонике, d — то же при колебаниях на III гармонике.

моники. а также в зависимости от порядка этой гармоники, меняется распределение тока в антевне, а в связи с этим — и характер ее излучения, что имеет особое значение для коротких волн.

Что значит распр' деленйе тока? .Мы привыкли, что в неразветв !епной цепи ток одинаков в любом ее участке. Совершевно другая картина наблюдается при возбуждении электрических колебаний в открытом контуре, в антонне. Представим себе длшшый незазеиленвый провод, в котором тем или иным способом возбуждены колебания, длина волны которых равна или в несколько раз короче длины самого провода. Измеряя при наличии этих кол' баний ток в разных местах провода, можно было бы обнаружить, что сила тока в» разных точках провода неодинакова; в некоторых точках сила тока=0; кро>щ того, п разных участках провода в один и ют жо момент времени ток имеет ра ное направление.

На рно. 1 а кривая условно изображает распределение тока вдоль провода, показанного прямой ай Эта кривая в разных своих точках различно удалена от прямой; большему удалению условно соответствует большая’ сила тока, меньшему — меньшая. В точках Ь, d, f и Л ток достигает наибольшей силы (кривая и этих точках наиболее удалена от прямой). Здесь получаются так. наз. пучности тока. В точках а, с, е, д и * сила тока=0 (так. наз. узлы тока), в этих точках кривая пересекает прямую, переходя с одной ее стороны на дрг)ю, что условно обозначает нзмеиенио направления тока. Так, если и некоторый момент ток па участке ас течет снизу вверх (кривая на этом участке проходит справа), то в то же время на участке се ток идет сверху вниз (кривая проходит слева) и т. д.

Изображая таким же образом ра пределе- ипо напряжения вдоль провода, мы получили бы такую же кривую, только пучности напряжения окажется н точках, соот нотетвующих узлам тока, а узлы напряжения — в точках, соответствующих пучностям тока;

Мы имеем «здесь волнообразное распределение тока вдоль провода. Также распределено н напряженно: положительные полуволны чередуются с отрицательными. В случае рис. 1а одоль провода уложилось 4 полуволны или две волны. Расстояние ас равно длине полны (две нолунолны), СООТВсТ

ствуюЩой частоте колебаний, возбужденных в проводе.

При возбуждении колебаний той частоты, на которую настроен провод (основная частота) распределение тока (/) и напряжения (Р) получилось бы согласно рис. 16. Вдоль провода уложилась одна полуволна. Длина волны, которая в данном случае является собственной волной провода, вдвое больше его длины.

При возбуждении такого провода не на основной волне, а на гармонике, число полуволн, укладывающееся вдоль провода, равно порядку гармоники. Так, при возбуждении провода па 2-й гармонике, на нем укладываются две полуволны (рис. 1с), при возбуждении 3-й гармоники — три полуволны (рис. Ы) и т. д., при чем в концах провода всегда будем иметь узел тока и пучность напряжения.

В случае заземленной антенны картина получается такая, как-будто в земле имеется зеркальное о ряжение антенны: ток и напряжение распределяются так, как-будто перед нами имеется незаз-млеппый провод удвоенной длины. Так, рис. 2 п« называет, как распределяется ток и напряжение в случае заземленного вертикального провода, возбужденного на основной волне: по проведу укладывается V* полны; у заземления имеем пуч- , ность тока и узел напряжения, а в конце п ровода — узел тока и v пучность напряжения.

lie трудно видеть, что нри возбуждении заземленного провода, напр.. на третьей гармонике, картина распределения тока получится согласно рис. 3.

Включение в антенну катушки или конденсатора соответственно удлиняет или укорачивает основную волну, на котор> ю настроена антенна и, вместе с тем, соответственно удлиняет или укорачивает ее гар- моникн. В конце провода во всех этих случаях будем иметь узел тока и нучность напряжения.

Гармоники и излучение

При возбуждении антенны на основной волне, большая часть энергии излучается в горизонтальном направлении вдоль земной поверхности. При возбуждении же антенны на гармонике максимум эиергии излучается не в горизонтальном направлении, а в наклонных направлениях под определенными углами, которые, благодаря различному распределению тока в антенне, моыяютсн’в зависимости от порядка гармонику

Как это было выяснено в статье „Распространение электромагнитных волв“, номе- щошюй в Л* 3 журнала _РЛ“ за текущий год,—при коротких волнах носителями энергии на дальние расстояния являются не поверхностные лучи, которые быстро иогло щаются, а те лучи, которые, будучи направлены под углом к земной поверхности искривляются и отражаются в верхних слоях атмосферы и вновь uaiatoT на землю ооычио на громадных расстояниях от передающей станции. Работал на гармонике, мы получаем возможность направлять максимум энергии под тем или иным углом. Кроме того, при |>аботе на гармонике, особенна при применении сиециал .ны типов антенн, можно удалить наиболее актнвиув» часть антенны от земли, чем уменьшаются потерн.

Рис. 3. То же для III гармоники (вдоль провода укладывается 8Д волны).