Антенное устройство выполняет важную роль в любительской радиосвязи, а именно:

излучает энергию передатчика в свободное пространство в виде энергии электромагнитного поля.

принимает из свободного пространства энергию электромагнитного поля и передает ее в приемник.

Отсюда следует, что антенное устройство является звеном, связывающим передатчик с приемником посредством свободного пространства. Антенное устройство обычно содержит:

собственно антенну BiMoctc с несущей конструкцией ( аири-мер, мачгы с оттяжками)! а также механизм, осуществляющий изменение ориентации антенны.

линию питания (фидер),

вспомогательные элементы (для подстройки, симметрирования и т. п.),

дополнительное оборудование (контрольно-измерительный комплекс, заземление, устройства для обеспечения безопасности и т. д.).

1.2. Классификация радиолюбительских антенн

При идеальных условиях распространения на линиях радиосвязи в диапазоне коротких волн (KB) достаточно удовлетЛри-тельный прием может быть обеспечен с помощью куска провода длиной в несколько метров. В этих условиях качество приема определяется свойствами используемого приемника (селективностью, стабильностью и т. п.). В реальных условиях, в которых работа-юг радиолюбители (слабый уровень сигнала, наличие помех и пр.), необходимо применять направленные алтеины, например тажие, какими пользуются на передающих станциях.

Б теории антенн доказывается теорема взаимности, из которой следует, что характеристики излучения передающей антенны и характеристики той же самой антенны, работающей в приемном режиме, идентичны. Поэтому для анализа антенн достаточно познакомиться со свойствами антеин в режиме передачи, чтобы иметь полную информацию о характеристиках антенн в режиме приема.

Наиболее рационально применять одну и ту же антенну как для приема, так и для передачи, так как в этом случае максималь-

но используются ее направленные свойства. Однако для этого требуются переключающие устройства, которые осуществляют коммутацию антенны то с передатчиком, то с приемником.

В случае использования двух антенн, разнесенных на достаточное расстояние друг от друга, трудно добиться идентичности характеристик излучения обеих антенн и, следовательно, оптимальной работы станции в целом.

В другом случае, когда приемная и передающие антенны находятся вблизи друг от друга и имеют одинаковое построение, между ними возникает сильное взаимодействие, благодаря чему на выходе приемной антенны, т. е. па входе приемника, возникает сильная помеха, наведенная собственным передатчиком станции.

В диапазоне ультракоротких волн (УКВ) в стационариых устройствах, как правило, применяются направленные антенны. Для переносных станций в этом диапазоне, как правило, используются антенны, имеющие круговую диаграмму направленности. В диапазоне УКВ передатчик и приемник обычно работают на одну и ту же антенну. Исключение составляют антенные устройства специальных линий связи.

Радиолюбитель, намеревающийся сконструировать свою станцию, обладающую высокими качественными показателями работы, всегда стоит перед решением вопроса: какую именно антенну выбрать?

Обращение к журнальным статьям создает, как правило, у радиолюбителя впечатление, что существует огромное число различных типов антенн, среди которых он должен сделать единственно правильный выбор. И зачастую радиолюбитель выбирает ту или иную антенну на основании информации, получеиной от своих коллег-радиолюбителей, которые в силу различных частных причин широко рекламируют какую-либо одну из антенн (как правило, ту, которой они пользуются) и весьма неодобрительно высказываются о других типах антенн.

Для того чтобы радиолюбитель мог сознательно выбрать тип антенны, крайне необходимо, на наш взгляд, знать хотя бы в минимальном объеме основные сведения как по теории антенны, так и по теории распространения радиоволн. Разобравшись с этими вопросами, изложенными в гл. 2-4, радиолюбитель наверняка найдет нужную схему антенны среди множества схем, описанных в гл. 5 и 6 этой книги.

Читатель должен отдавать себе полный отчет в том, что антенна не является устройством неограниченных возможностей. Возможности получения высоких качественных показателей работы антенн и, в первую очередь, антенн для радиолюбительских станций ограничены. Однако правильный выбор антенны позволяет радиолюбителю наилучшим образом использовать передатчик станции, получить наибольший уровень сигнала, а в ряде случаев - наибольший уровень отношения сигнал/помеха на входе приемника.

Для того чтобы читатель мог легче ориентироваться среди двухсот встречающихся типов любительских антенн, в данной книге введено деление любительских антенн на основные типы. Это деление в большинстве своем совпадает с делением, принятым для профессиональных антенн.

Имея в виду основного читателя этой книги, авторы наряду с профессиональной терминологией используют терминологию, распространенную среди радиолюбителей, которая часто заимствована из иностранной литературы.

Антенна является устройством, участвующим в процессе перс-1ачи электромагнитной энергии из линии питания в свободное пространство, и наоборот. Каждая антенна имеет активный элемент, например, вибратор, а также может содержать один или более пассивных элементов Активный элемент антенны - вибратор, как правило, непосредственно соединен с линией питания. Появление переменного напряжения на вибраторе связано как с распространением волны в линии питания, так и с возникновением электромагнитного поля вокруг вибратора.

Пассивные элементы в конструкции антенны выполняют следующие функции:

формируют электромагнитное поле определенной структуры, обеспечивающей необходимые направленные свойства антенны,

обеспечивают взаимное согласование сопротивлений системы свободное пространство - антенна - линия питания .

По способу излучения всех антенн можно разделить на три основные группы: линейные антенны, апертурные антенны, антенны поверхностной волны.

Линейная антенна. Эта антенна имеет вид провода или системы проводов, длина которых значительно превышает их поперечный размер. Обычно для линейных антенн отношение длины волны к диаметру провода превышает 1000. Характеристики излучения линейной антенны определяются распределением токов на проводах и их взаимной ориентацией. К. этой группе антенн относятся вибраторные антенны, ромбические антенны и т. п. Чаще всего эти антенны используются в диапазоне коротких волн.

Апертурная антенна. Эта антенна характеризуется наличием поверхности (апертуры), на которой происходит трансформация энергии, распространяющейся в линии питания, в энергию излучения. Размеры апертуры обычно значительно превышают длину волны Характеристики излучения апертурной антенны в основном определяются структурой электромагнитного поля на апертуре. Типичным представителем этой группы антенн является зеркальная параболическая антенна.

Антенна поверхностной волны. В механизме излучения этих антенн основную роль играет так называемая поверхностная волна. Эта волна распространяется вдоль антенны и одновременно участвует в процессе излучения. Длина антенн поверхностных волн обычно больше длины волны. Характеристики излучения этой антенны определяются как условиями распространения волны вдоль антенны, так и способом ее соединения с линией питания. Типичными представителями этой группы антенн являются диэлектрические антенны, антенны Уда - Яги и др. В этих антеннах возможности формирования различ1ных характеристик излучения, как правило, достаточно ограничены.

Антенной системой называют обычно совокупность отдельных антенн. Объединение нескольких антенн в одну антенную систему значительно увеличивает возможность формирования различных требуемых диаграмм направленности. Антенные системы включают в себя источники излучения, размещенные по какой-либо поверхности дискретным или непрерывным образом.

Читатель должен отчетливо представлять себе, что между апер-турными антеннами и излучающими системами имеется существенная разница.