верхности земли, оказывается сильно ослабленной. По этой же причине, ближний к земле максимум реальной диаграммы направленности (пунктирная линия на рис 2.74), положение которого определяется параметрами ст и Вг почвы, меньше по уровню, чем в случае идеального экрана.

Полуволновый вертикальный диполь редко используется в радиолюбительской практике. Обычно используется несимметричный вертикальный вибратор, длина которого / лежит в пределах Я/8/2Я,. На рис 2 75 приведены диаграммы направлениости таких антенн. Эти диаграмхмы соответствуют случаю расположения вибратора ад идеально проводящим экраном. Отметим, что использование таких антенн требует применения специальной развитой системы заземления Более подробные сведения по этому вопросу можно найти в § 5.1.

7777777777777777

.--.-

Рис 2 76 Диаграммы иаправлеиности вертикального вибратора, расположен ного иад идеальным экраном

Характеристики излучения системы диполей. Ранее мы рассматривали излучающую систему, состоящую из диполя, расположенного на высоте Л над экраном, как систему из двух диполей, раЗ несенных между собой па расстояние 2h Два таких диполя заменим одним излучателем сферической волны, направленные свойства которого определяются формулами (2 166) и (2167) в зависимости от ориентации диполя

Выпишем эту же формулу в более общем виде:

ij = (6o r)/(e)/p(e), (2.168)

где /(б)-диаграмма направлениости одиночного диполя: /к(6) - множитель комбинирования.

Если число излучателей больше двух, например четыре (рис. 2.76), то каждую пару диполей можно заменить одним, а затем еще вдвое сократить число диполей, доведя их число до одного. При такой процедуре м1ножитель комбинирования используется двукратно. Очевидно, что такой же прием можно провести для любого числа излучателей.

1,2-

Рис. 2 76. Система из четырех диполей сводится к одному излучателю, диаграмма направленности которого определяется перемножением диаграммы иаправленности одиночного диполя на множитель комбинирования системы

Следовательно, диаграмма направленности антенной системы, состоящей из набора отдельных излучателей (не обязательно диполей), может быть представлена в виде произведения, одним из сомножителей которого является диаграмма направленности одиночного излучателя /(9), а другим - множитель комбинирования системы излучателей /к (9).

Как правило, ширина диаграммы направленности одиночного излучателя f(9) намного больше, чем ширина диаграммы множителя комбинирования /к (9). Поэтому при анализе допускается замена f(9)= const, т. е. предполагается изотропность элемента. Такое предположение в ряде случаев значительно упрощает анализ сложных антенных систем, содержащих большое число излучателей, которые нашли широкое применение в различных радиустрой-ствах. Например, в радиолокационных устройствах используются антенны, содержащие систему (решетку) излучателей, которая позволяет осуществить быстрое электрическое перемещение (сканирование) диаграммы направленности антенны в заданном секторе обзора. Кроме того, принятое допущение значительно упрощает расчет антенных систем, содержащих решетку излучателей с требуемыми (заранее заданными) характеристиками излучения (например, с пониженным уровнем бокового из пучения, с заданной формой основного лепестка н т. п). Более подробно этот вопрос будет изложен позднее.

Распределение тока в вибраторных антеннах. Распределение тока и напряжения вдоль вибратора зависит как от длины вибратора (рис 2 77а), так и от способа его возбуждения (рис. 2 776). В бесконечно тонких вибраторах ток на его внешних торцах равен нулю. Предполагая, что вибратор выполнен бесконечно тонким и идеально проводящим, получим, что распределение тока по длине вибратора синусоидальное Для реальных вибраторов, для которых отношение длины / к толщине провода d d60, предположение о синусоидальном распределении тока по длине вибратора достаточно близко к истине. В свою очередь, это предпо-

ложение позволяет получить достаточно простые соотношения для анализа параметров вибратора.

При использовании провоцов большего диаметра, когда d<60 (что Н1 практике имеет место в диапазоне частот 432 . 1300 МГц), уже нельзя потагать, что ток на конце вибраю-

2 х/2

л/? л/2

Рис. 2.77. Распределение тока и напряжения в диполе:

а - при различных длинах диполя; б - при различных способах возбуждения волнового диполя; в - влияние торцевой емкости

ра ipaiBeH нулю, так как он протекает и по торцам вибратора (рис. 2.786). Но и в этом случае распределение тока по длине вибратора достаточио близко к синусоидальному. Однако в этом случае ток на концах вибратора имеет конечную величину (рис. 2.78в). Этот эффект в определенной степени аналогичен увеличению емкости на концах вибратора. В ряде случаев, когда требуется получить распределение тока по длине вибратора, близкое к равномерному, емкость торцов искусственно увеличивают (см. § 5.5 и 5.8).

Достаточно часто в радиолюбительских антеннах используются полуволновые диполи. Входное сопротивление полуволнового дот-поля /?A=?п--?изл. При малых значениях потерь, т. е. при i?n = 0, это выражение упрощается и переписывается в виде /?д=/?изл, т. е. входное .сопротивление определяетси только сопротивлением излучения [см. формулу (2.132)]. Для рассматриваемого диполя

г зл = ?изл+1Х зл = 73,13+142,54 Ом. (2.169)

Приведенная формула означает, что диполь, физическая длина которого /=Я,/2, не является резонансным. Это явление обусловлено изменением скорости распространения волны вдоль диполя, а также влиянием торцевых эффектов. Если мы хотим получить резонансный полуволновый диполь, то необходимо его несколько укоротить и, таким образом, скомпенсировать реактивное сопротивление Х=42,45 Ом.

На рис. 2.78в показано распределение тока укороченного полуволнового вибратора с учетом емкостного эффекта торцов вибратора. На рис. 2.78г приведена эквивалентная схема вибратора. Емкость С включает в себя и торцовые емкости вибратора.