Страница:Радио всем 1928 г. №07.djvu/33

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


А. Пистолькорс.

О СОПРОТИВЛЕНИИ ИЗЛУЧЕНИЯ АНТЕННЫ.

Аптепна в передающей стапцпп является тем органом, в котором происходят преобразовал но эпергни электрического тока в энергию электромагнитных волп. Целью всякой радиостанции в конце концов является — пзлучпть в пространство то пли иное количество энергии в виде электромагнитных волп. Поэтому вполне остоствеп- по желаппе радиотехника знать, сколько энергии излучает его антенна каждую се-

ампЕРЫ 6 1

Рис. 2 Рис 3 Рис А

кунду, иначе говоря — какова мощность излучения аптенны. Непосредственно собрать п измерить всю излучаемую энергию невозможно, поэтому о такой энергии судят косвепио — по свинствам самой аптенны н по тем условиям, в которых она работает. Здесь приходится обратиться к теории и у нее искать ответа па вопрос: отчего завиент излучательная способность автепны.

Ответ получается вполне определенный. Оказывается, что излучение зависит от двух прачпв: от силы н распределения тока в антеппе и от ея размеров и геометрической формы. Строго говоря, свойством излучать электромагнитные волны обладает всякий проводник, по которому идет переменный ток. Излучспие неразрывно связано с тем обстоятельством, что электрическое п магнитное поле тока распространяется в пространстве пе мгновенно, а со скоростью света. Однако, что'ы излучаемая мощность достигла значительной величины, проводник должен быть взят достаточной длины. Прпэтом длина проводппка определяется не тем или иным числом метров, а соразмерно длине волны, которая излучается. Опа должна равняться по крайней мере нескольким десятым длины излучаемой волны.

Чем же определяется эта последпян? Она зависит исключительно от частоты тока, идущего по проводу. Мы можем получпть ее, разделив скорость света (300 000 км в сек.) на частоту, т. е. число периодов переменного тока н секунду. Так, для городского тока — 50 пер. в секунду мы найдем, что излучаемая им волна бу-

300 000

Дот ——— =6 000 км. Для тока с частотою миллион колебаний в секунду волна будет

300 000 _ .

Гооо ооо = 0,3 к "стр°»-

Из этого подсчета петрудпо видеть, что если имеется провод некоторой длины, то его излучательная способность будет тем выше, чем больше частота тока и, следовательно, чем короче иалучаемая волна. Нанример, имеется провод длииою 150 метров, для волны 300 метров его длина со- $»&влнет нодвсонц it излучение будет 8н^>

чнтельно, для городского же тока его длина будет равна лишь —^ —- волны; в последнем случае излучения практически совсем пе будет.

Итак, длппа проводппка имеет большое значение. Если же в аптеппо несколько проводников, то излучепие будет зависеть также от пх взаимного расположения п длины каждого. Оно будет зависеть также от формы аптенны — все равно состоит ли опа из одного или нескольких проводников.

Что касается влияния силы тока па излучение, то оно вполне понятно. Чем больше сила тока в аптонпе, тем больше подаваемая туда энергия, соответственно возрастает п излучаемая часть энергии. Следовательно с увеличением сплы тока излучение возрастает.

Эти общпе укавапня дает теория. Однако полностью разобрать теоретически вопрос об пзлучонпп весьма трудно, т. е. трудпо подсчитать излучаемую мощность для любой формы антенны при любом заданном распределении тока. В настоящее время задача эта решена лишь для некоторых отдельных случаев, встречающихся в радиотехнической практике.

Обыкновенно, характеризуя излучательную способность антенны, говорят о ея „сопротивлении излучения1'. Это понятие предполагает, что в антенне у нас имеются стоячие волны тока!), чт0 всегда бывает при достаточно длинных (для дан пол волны) проводах. В случае стоячих волн на проводе всегда есть точки, в которых ток равен все время нулю, — так называемые узловые точки, и есть, наоборот, места, где ток имеет наибольшую силу — пучпбетн тока.

Таково, папр., распределение тока па рпс. 1, где представлена кривая сплы тока в проволе, длииою полволпы (такой провод называется вибратором). В данном случае пучность тока приходится но средине провода, и, как видно пз рпсупка, в этом месте ток равеп 5 амперам. В более сложных аптепнах также всегда можно найти пучность тока п помощью теплового амперметра узнать, сколько там амплр. Так, например, в антенне заземлеппой ц имеющей катушку самоппдукцпи для настройки (см. рпс. 2), пучность тока будет прих дпться у самого зазомлеппя.

Измерив силу тока в пучности н эпая „сопротивление пзлуяеппя11 для даппой антенны, мы определим излучаемую мощность по формуле

Wz = I#lb, (1)

где

TTs — излучаемая мощпость в ваттах,

10 — сила тока в пучности — в амперах,

Itn — сопротивление излучения в омах1 1 2).

Остается, следовательно, только зпать, какое сопротивление излучеппя имеет наша антенна.

1) См. № 18 .Радио всоы* за прошлый год.

2) Когда ток проходит по проподппку, оп нагревает его. Энергия, которая на это

расходуется, вычисляется по формуле W= I-R, где I — сила тока н II — сопротивление проводника. Как видам, между обеими формулами — полное сходство; поэто- ыу-то величину Hi, характеризующую излучение, н наадр$ют едцротивлц-

р а е и излучения,

Сопротивления излучения длипноволпо-

вых аптенп мы пе будем здесь рассматривать, что же касается коротковолновых аптенп, то ниже мы приводим величину этого сопротивления для некоторых случаев, чаше встречающихся па практике.

1) Одиночник провод, колеблющийся основной волпой пли своими гармониками. На рпс. 3 представлено распределение тока для случая основной волны, второй и третьей гармоник. Нетрудно начертить распределение тока п для высших гармонических волн. В таблице 1 даны значения Rs для различных гармоник — до 7-й включительно.

2) Многоэтажные антенны, состоящие из ряда вибраторов, расположенных по в( ртикалп п имеющих синфазное 3) распределение тока (см. рпс. 4). Это достигается тем, что вибраторы соединены между собой через посредство катушек, настроенных па данную волну.

Сопротивление излучения для такой антенны при разном числе вибраторов дапо в таблице II.

3) Сложные направленные синфазные антенны из некоторого числа параллельных вибратов, расположенных па расстоянии полволпы по одной линии (см. рис. 5). Токи во всех вибраторах в любой момент имеют одинаковое паправлепие. В табличке III прпведепы значения Rs для различного числа вибраторов.

4) Сложная направленная попеременно- фазная антенна, состоящая из нескольких параллельных вибраторов, расположенных как и в предыдущем случае, но колеблющихся в противоположных фазах, т. е. так, что ток в каждый момент направлен в двух соседних вибраторах в противоположные стороны (см. рис. 6).

Значения Rs для такой антенны приведены в таблпчке IV.

Во всех перечисленных случаях предполагается, что аптенпы подняты достаточно высоко над землей и влияние последней пе учитывается.

о О О о о

Рис 5

о о о о

Рис. 6

Следует пметь в г.пду, что в таблицах сопротивление излучеппя дано для всей аитевны, причем токи во всех вибраторах должны быть одинаковой силы.

Для примера вычислим мощность, излучаемую трехэтажиой антенной, если сила

  • ) Синфазный — значат совпадающий по фазе. В этом случао токп во всех вибраторах одновременно проходят весь цикл своих нзмеисиий по синусоиде. Отсюда следуот, что втечеиио всего периода токи во всех вибраторах имеют общое направление,