Страница:Радио всем 1928 г. №14.djvu/11

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


367

=1-4

Инж. A. H. Попов.

ЭЛЕМЕНТЫ РАДИОТЕХНИКИ.

Сила излученного поля и действующая высота сети.

Чтобы покончить с излучением *), нам нужно еще разобрать ту количественную связь, которая существует между излученным полем и явлениями, происходящими в антенне. Другими словами: нужно выяснить, как зависит величина излученного поля от рабочих условий антеппы.

Ранее мы говорили, что в свободной волне напряжение электрического поля К равно по величине напряжению магнитного поля Н. Это справедливо в том случае, когда Е и Н измерены каждое в определенных единицах г). Па практике Е обычно выражают в иных единицах, именно в вольтах на метр или, еще чаще, в микровольтах (т. е. миллионных долях вольта) на метр. Н—всегда выражается в гауссах. Один гаусс соответствует такому нолю, которое дает одну силовую линию на кв. сантиметр поверхности.

В практических единицах мы имеем:

Е = 30 000 Н,

где Е—напряжение эл. поля в вольтах на метр. Н—напряжение магн. поля в гауссах.

Благодаря наличию такого простого соотношения мы можем охарактеризовать величину излученного поля любой его составляющей: либо Е, либо Н. Ниже мы дадим зависимость между Е и рабочими условиями антенны.

Прежде всего очевидно, что излученное ноле будет тем больше, чем больше сила тока в аптенне и ее высота. Это общий закон электричества, по которому производительность тока (в отношении внешнего поля) определяется произведением тока на его длпну. Длиной же тока обычно является длина провода, по которому он идет. Здесь, однако, возникает следующий вопрос. Когда мы имеем постоянный ток, т. е. ток, одинаковый по всей длине провода, то произведение, определяющее напряжение магнитного поля, будет равн* просто силе тока, измеренной прибором в любом месте цепи, иа длину провода. В антенне же, как мы знаем, ток меняется по ее длине. Что же здесь войдет в интересующее пас произведение?

Тут нужно поступить так. Разделить всю длину антенны на маленькие кусоч* 2 3ки (чем больше, тем лучше) и, зная распределение тока в ней, вычислить произведение тока в каждом кусочке на его длину, а потом все эти произведения сложить. Этот способ подсчета основан па том, что на маленькой длине провода антенны ток почти не меняется, так что его можно считать одним и тем же. Подтвердим наши рассуждения примером. * 2 3Положим, что длипа вертикального заземленного провода равна 90 метрам и сила тока в пучности равна 1 амперу; тогда для силы тока в различных местах нашей антенны получится следующая таблица.

Радиофицированная моторная лодка Союза текстильщиков на Москва-реке.

ствующей высотой антенны, она-ю и входит во все расчеты излученного поля. Для отличия, действительная выВысота над землей в метрах

0

10

20

30

40

50

СО

70

80

90

Сила тока в амперах.

1,00

0,99

0,94

0,87

0,77

0,64

0,50

0,34

0,17

0,00

Мы видим, что на куске между 30 и 40 метрами ток меняется на 0,10 А, т. е. иа 10%. Па высоте в 31 ж он будет равен 0,86 А; таким образом, на длине в 1 ж между 30 и 31 ж он изменится только на 1 <•/<>. Поэтому, если разбить антенну на куски хотя бы в У» м длиной и произвести описанную операцию, приняв за силу тока на кусочке его средпее значение в нем, то результат будет достаточно точный.

h, г 0.64 h ГИИ

LG

0)'"'v л; я

1) См „Р15“ № 12.

2) Одно—в электро-стати чески д, другое— в электро-магнитных.

3) Математически это пишется так:

S (»Ь)* = 11.„

где I — сила тока в пучности, h, — высота фиктивной антенны, (ih)ft — произведение кусочка высоты антенны на соответствующую силу тока, S — знак суммы.

Рис. 1. Геометрическая и действующая высота прямолинейного провода.

Особым математическим приемом, который называется интегрированием, мы получаем сумму этих произведений сразу, без отдельных вычислений; для этого нам достаточно знать лишь высоту антенны и распределение тока вдоль по ней.

Очевидно, что полученная таким образом величина будет меньше, чем произведение из силы тока в пучности на высоту антенны, так как ток в пучности наибольший, а дальше он уменьшается. Однако силу антенного тока всегда измеряют в пучности. Поэтому очень удобно для расчетов заменить нашу антенну некоторой фиктивной антенной, где бы сила тока повсюду была равна току в пучности, а высота hj была бы меньшая и именно такая, чтобы произведение высоты на ток равнялось тому произведению, которое вычислено для действительной антенны 8).

Эта выс а называется де ft-

сота антенны называется геометрической (Ь геом.). Так как действующая высота зависит от распределения силы тока, то она будет различна для различных антенн. Вот некоторые примерные цифры:

прямолинейный провод: 1^=0,64 Ьгеом.; то же с 'удлинительной катушкой: hL=0,5 h геом.; Т-образная аптенпа: li1=h геом. (См. рис. 1.)

После того как мы выяснили понятие действующей высоты, вернемся к перечислению величин, определяющих излученное поле.

Так как очевидно, что по мере удаления от излучающей антенны волпа захватывает все большее и большее пространство,—ее энергия убывает, а вместе с тем убывает и напряжение излученного поля. Таким образом Е будет уменьшаться с расстоянием.

Наконец еще одна величина определяет силу излучения, имепно рабочая длина волны. Чем короче волна, тем больше излучение. Это общий закон всех вибраторов: излучение увеличивается вместе с частотой. Для случая антенны это явление можно несколько уяснить себе следующим рассуждением. Отшнуровывание силовых линий и образование свободной волны идет за счет конечной скорости распространения электромагнитного поля. Можно представлять себе дело таким образом, что ноле, образовавшееся около провода, втечение 7i периода не все успевает вернуться к нему за другую 7* периода. Часть его (ближайшая) возвращается, другая отрывается и уносится в пространство. Очевидно, что чем скорее будет меняться состояние излучающего провода, тем труднее будет полю успевать вернуться, тем большая часть его бу-