необходимо ввести кошгенсирующий реактивный элемент (неоднородность), который вместе с вибратором образует резонансный контур, настроенный на рабочую длину волиы. Чем короче вибратор, тем больше его реактивное сопротивление и тем выше добротность получающегося резонансного контура.

При приеме в вибраторе возникают большие резонансные токи, создающие вокруг вибратора область сильных реактивных полей. Наличие этих полей приводит к изменению направления и величины вектора Пойнтинга, т. е. изменению направления и потока энергии вокруг вибратора Размер области сильных реактивных полей и определяет 5эф В описанном явлении проявляются общие закономерности, присущие эффекту сверхнаправлеиности

8.6. Помехозащищенность приемных антенн

Помехозащ!ищвннасть приемных антенн характеризует ослабление мощности помех на входе приемника по сравнению с мощностью полезного сигнала. Помехи вызываются электрическими явлениями в атмосфере, работой электроаппаратуры различного назначения, а также излучением передающих радиостанций и могут приходить в антенну с одного или нескольких направлений одновременно. Рассмотрим случай, когда помехи приходят в антенн} одновременно со всех сторон с одинаковой интеноивностью. Поскольку сигналы, приходящие с различных направлений, не кор-релированы, на входе приемника складываются мощности этих сигналов. Пусть среднее значение квадрата напряженности поля, создаваемого источником помехи, лежащим в телеоном угле dQ, равно E\d/{4n). В этом случае согласно (8.25), (8.5) мощность помех на входе согласованного приемника

(8.26)

Из (8.26) следует, что .мощность ненаправленной помехи на входе приемника не зависит от направленных свойств антенны и применение направленных антенн не привсщит к уменьщению мощности помехи. Эффект, даваемый направленной антенной по сравнению с ненаправленной, сводится только к увеличению мощности полезного сигнала Рс= (Vn)2Z)t]£V960. На входе приемника

PjPiEjEYD, (8.27)

и помехозащищенность антенны в этом случае характеризуется величиной D.

Более типичным, однако, является случай, когда основная помеха в каждый момент времени создается каким-либо одним источником - обычно передающей радиостанцией, рабочая частота которой попадает в полосу пропускания приемника. Пусть функция J{A, ф) характеризует вероятность нахождения источника помехи ib направлении А, ф. Мощность, принимаемая антенной от

этого источника, пропорциональна \F{A, ф)2. Среднее Щада мощности помехи с учетом вероятности углового положения источника

Р - фJ ]F (А, ф) 2 / (А, ф) cos А d А.

Если вое угловые положения источника помехи равновероятны, PclPnD, т. е. помехозащищенность и в этом случае характеризуется величиной D. Таким образом, КНД характеризует априорную помехозащищенность антенны, рассчитанную в предположении равновероятного углового положения помехи. Она слабо зависит от уровня боковых лепестков ДН и определяется в основном шириной главного лепестка, т. е. вероятностью попадания помехи в главный лепесток диаграммы направленности. Допускается, в частности, что направления прихода полезного сигнала и интенсивной помехи могут практически совпадать. Если, однако, подобная ситуация возникает, нормальная эксплуатация антенны становится невозможной; поэтому на практике принимаются меры для уменьшения вероятности этой ситуации (выбором другой антенны, сменой частоты, изменением расписания работы и др.). В связи с этим при реальной эксплуатации направления прихода помехи нельзя считать равновероятными, и критерий сравнительной эксплуатационной помехозащищенности должен учитывать это обстоятельство.

Будем считать, что вероятность нахождения помехи равна нулю в пределах некоторого телесного угла Qo, соответствующего направлению максимума ДН. Все остальные направления прихода помехи будем считать равновероятными. Рассмотрим два предельных случая.

Пусть приемная антенна является слабонаправленной и телесный угол Q.U соответствующий главному лепестку ДН, существенно больше Qq. В этом случае относительная помехозащищенность антенны характеризуется вероятностью попадания источника помехи в главный лепесток диаграммы направленности антенны, т. е. в телесный угол Qi-Qq:

Pe/Pn ]/(fii-fio)JM-

Поскольку КНД антенны обратно пропорционален ширине главного лепестка [см. (8.6)], вновь приходим к (8.27).

Если же антенна имеет высокую направленность (Qi<Qo), сравнительная помехозащищенность антенны определяется уровнем ее боковых лепестков. В промежуточном случае, обычно имеющем место для коротковолновых приемных станций, критерий сравнительной помехозащищенности антенны должен учитывать как ее направленность, так и уровень ее боковых лепестков. В качестве такого критерия можно использовать коэффициент направленного действия по ЭДС :

4л / ф 1 IF (А, ф)1 cos А d А. (8 28

Область ннтеграршаввя в (8.28) можно условно раз&ить на область глашяого лепестка Qi и область боковых лепестков 2я-При слабой натравленности антенны значение /интеграла определяется размером сйласти Qi и 1)э4я/й1 В случае высокой направленности значение интеграла в основном определяется областью боковых лепестков. Заметим, что при обычном нахождении КНД согласно (8.5) интеграл по области боковых лепестков (всегда существенно меньше интеграла по области

ОСНОВЫ И МЕТОДЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КОРОТКОВОЛНОВЫХ АНТЕНН

9.1. Необходимый диапазон длин волн

Основным видом распространения коротких волн (KB) является распространение путем отражения от ионосферы (ионосферные волны).

Как известно, в ионосфере различают несколько ионизированных слоев. При распространении волн KB диапазона основную роль играют слои Рг, D, Е и Fi. Ионосферные волны обычно распространяются на большие расстояния путем однократного или многократного отражения от слоя Рг и поверхности земли. В светлое время суток волны по пути к слою Рг и обратно к земле проходят слои D, Е и Pi, поглощающие часть мощности. Ночью интенсивность ионизации ослабевает. Слой D в ночное время практически исчезает В результате в ночное время поглощение существенно уменьшается, что приводит к увеличению напряженности ионосферных волн

Для эффективного распространения ионосферной волны на заданное расстояние необходимо, чтобы ее частота была меньше критической частоты, при которой радиоволна не отражается от ионосферы (максимальная применяемая частота), и .больше частоты, на которой потери за счет поглощения в ионосфере на данной линии радиосвязи являются допустимыми (минимальная применяемая частота) Так как ионизирующее действие Солнца на ионосферу меняется в течение суток, сезона, одиннадцатилетнего цикла солнечной активности и других факторов, то непрерывно меняются максимальная и минимальная применяемые частоты. Следовательно, для эффективной работы линии радиосвязи необходимо использовать широкий диапазон частот.

На рис. 9 1 приведены кривые, определяющие границы рабочих диапазонов волн, применяемых для круглосуточной и круглогодовой связи в годы минимума и максимума солнечной активнос-

Наиболее короткие волны используются летом в дневное время в годы максимума солнечной активности (кривая /). Зимой на