17.3. Выбор размеров антенны

Выражение (17 2) можно представить в виде произведения трех сомножителей:

(55ШАс08ф)Рз-

I -ехр [(ул - 1 р cos А cos ф) L] Ул -iPcosAcosф

Первый сомножитель описывает свойства элемента тока, второй - результат интерференции прямого и отраженного от земли лучей, третий - результат суммирования полей отдельных элементов тока по всей длине антенны Зависимость з(А) для различных высот подвеса антенны, параметров земли и длин воли показана па рис. 17 4. Как видно из рисунка, зависимость / з or

в -0,01 См/м 1,6 \\

ВЫСОТЫ подвеса для углов А<20°, в пределах которых обычно находится максимум ДН, несущественна. Также несущественное влияние оказывает высота подвеса на величину третьего сомножителя при высотах более 2 м, причем некоторое увеличение затухания при уменьшении высоты подвеса отчасти компенсируется общим увеличением тока из-за уменьшения волнового сопротивления антенны.

Таким образом, высота подвеса антенны слабо влияет на ее характеристики. Следует отметить, что с увеличением высоты подвеса возрастает интенсивность приема паразитной нормальной составляющей поля и усиливается антенный эффект вертикальных проводов, соединяющих антенну с фидером и заземлением, что приводит к росту боковых лепестков. Ввиду этого высоту подвеса выбирают из соображений удобства эксплуатации обычно в пределах 2-5 м, чтобы не мешать свободному проходу и движению транспорта.

Усиление антенны и положение максимума ее ДН в основном определяются длиной антенны. Если пренебречь влиянием земли

на ул, выражение для напряженности поля в вертикальной плоскости, проходящей через провод, принимает следующий вид:

.(Jii.f.mslnA- - -. 7.6)

Для фиксированного угла наклона, как следует из (17.6), зависимость напряженности поля от L имеет осциллирующий характер С ростом L уменьшается угловая ширина главного и боковых лепестков ДН и изменяется их ориентация, но все они лежат в пределах не зависящей от L огибающей

Етах = [(60 /о/г) Рз (A)>in А]/( 1 -cos А) = (60 IJr) Fg (А) ctg (А/2).

Затухание в проводе приводит к некоторому уменьшению уровня этой огибающей. Для используемых на практике антенн уровень огибающей (по полю) на 20-307о ниже. Максимальному излучению в заданном направлении Ао соответствует длина антенны /-опт~Я/[2(1-cos Ао)]. Более точное выражение, учитывающее затухание и замедление волны в линии, имеет вид

2(l/fti -cosAo) V Р(1/*1 -cosAo) ]

Для получения максимального излучения под углами 10°-20 к горизонту длину антенны целесообразно выбрать равной 300- 400 м. Отметим, что максимум ДН при этом не совпадает с Ао н соответствует более низким, чем Ао, углам Атах- При малых А (А<30°) (17.6) можно преобразовать с точностью до фазового множителя к виду

£ В = (60 /о -) Рз {A)YfL sin ы2/и.

где ы= KplA/2.

Максимум £ (А) практически совпадает с максимумом множителя sin MV , который имеет место при м=1,08 или Атах = = 1237K&L. Реально из-за зависимости от А множителя и замедления волны в антенне максимум ДН соответствует несколько меньшим углам:

Amay,m°lVfL.

Границам главного лепестка по нулям соответствуют =0 и м=Кп или А = 0 и A = 2037KF-

Максимальное значение множителя sinMw составляет 0,85. В реальных антеннах из-за затухания в проводе и некоторого смещения максимума ДН значение этого множителя для максимума ДН составляет около 0,7. Множитель земли, как видно из рис. 17.4, для представляющих интерес углов наклона А близок к единице При этом КУ антенны может быть оценен по формуле

G (73,\IW) р L/2 (200/И7) [ЬЦ).

го 10 60 80 wo 120 m

Puc 17.7