заключается в использовании сдвоенного приема, при котсфв* всу-ществляется одновременный прием двух независимых сигналов, различающихся местом приема, направлением прихода лучей или поляризацией. Вероятность одновременного глубокого замирания этих двух сигналов существенно меньше, чем в случае одиночного сигнала. Этот способ более подробно описан в гл. 19.

9.5. Основные требования, предъявляемые к передающим антеннам, и методы их конструирования

Основным требованием, предъявляемым к передающим антеннам, является получение в пределах заданных углов наклона и в требуемом секторе азимутальных углов необходимого усиления. Увеличение интенсивности излучения в указанном пространственном секторе при фиксированной мощности передатчика возможно только за счет уменьшения интенсивности излучения в других направлениях, т. е. путем сужения ДН и соответствующей ее ориентации.

Сужение ДН и усиление поля в заданном направлении достигается либо распределением энергии между большим числом соответствующим образом сфазированных простых излучателей (антенные решетки), либо за счет использования длинных проводов (антенны типа бегущей волны).

Рост усиления антенны за счет распределения мощности между несколькими излучателями может быть проиллюстрирован на следующем примере. Пусть имеется п одинаковых и одинаково ориентированных излучателей, например вибраторов, расположенных вдоль линии, перпендикулярной направлению максимального излучения (см. рис. 7.2). Если подводимая мощность Ро делится поровну между излучателями, напряженность поля в дальней зоне, создаваемая каждым из них,

Ег =У60 {Pjn)GJr,

где Gi - коэффициент усиления одного излучателя, определяемый согласно (8.12).

При синфазном возбуждении поля отдельных излучателей в направлении, перпендикулярном оси линейки, складываются в фазе и суммарное поле

Е = пЕг = УЬОРоПGjr = У 60 РоОф, где Gs = nGi. (9.1)

Таким образом, равномерное распределение мощности между п излучателями приводит к увеличению усиления антенны в п раз. При этом ширина ДН, как следует из (7.6), уменьшается с ростом п.

Соотношение (9.1) справедливо в случае достаточно разнесенных излучателей, когда взаимное влияние между ними пренебрежимо мало и их коэффициент усиления и входное сопротивление

такие же, как в случае одиночного излучателя. При уменьшении расстояния между излучателями из-за их взаимного влияния коэффициент усиления имеет тенденцию к уменьшению. Ширина ДН системы излучателей, как следует из (7.6), увеличивается при уменьшении расстояния между ними. Эти же эакономерности имеют место и в случае двумерной решетки излучателей (см. рис. 7.3), ДН которой без учета направленных свойств отдельных излучателей описывается (7.9). Таким образом, для решетки излучателей КНД пропорционален общей площади, занимаемой этими излучателями, что согласуется с (8.15). Если расстояния между излучателями велики и их взаимное влияние мало, эффективная площадь антенны равна сумме эффективных площадей отдельных излучателей.

При больших расстояниях между излучателями возможно появление побочных дифракционных лепестков ДН, имеющих тот же уровень, что и главный лепесток. Появление дифракционных лепестков объясняет то обстоятельство, что хотя ширина ДН ре-Щетки облучателей уменьшается при увеличении расстояния между ними, общее усиление антенны не возрастает и определяется (9.1).

Направление главного лепестка ДН характеризуется тем, что в этом направлении поля, создаваемые отдельными излучателями, складываются в фазе. В направлении дифракционного лепестка поля отдельных излучателей складываются со ся1вигом фаз 2я. Направление максимума дифракционного лепестка определяется, таким образом, соотношением (см. рис. 7.2) (2лД)с? sin Gm cos ф =

В частности, в плоскости 9 = л/2

cos9 = Vd (9.2)

и условие отсутствия дифракционного максимума имеет вид

d < Я. (9.3)

Поскольку дифракционный лепесток имеет конечную ширину, обычно требуется выполнение более жесткого условия, соответствующего отсутствию этого лепестка целиком, а не только его максимума. При максимуме дифракционного лепестка знаменатель (7.6) обращен в нуль, т. е. = 2л. Ближайшее обращение в нуль множителя решетки, определяющее границу дифракционного лепестка будет при п /2= (/г-1)л, откуда следует условие

d<l{n-\)/n. (9.4)

Равномерное распределение мощности между всеми излучателями соответствует максимальному усилению в направлении главного лепестка. В последнее время, однако, с увеличением количества действующих радиосредств повысились требования к их электромагнитной совместимости. Применительно к передающим антеннам эти требования сводятся к уменьшению уровня боковых лепестков. Существенное снижение уровня боковых лепестков может

быть достигнуто за счет уменьшения амплитуд токов у лучающей линейки, хотя при этом несколько уменьшается усиление всей антенны и расширяется главный луч. Аналогичный эффект может быть достигнут за счет неэквидистантного расположения излучателей, в частности более редкого у концов линейки.

Указанное расположение облучателей и синфазное их возбуждение не являются обязательными. Выигрыш в коэффициенте усиления всегда имеет место в том случае, когда фазы отдельных излучателей подбираются таким образом, чтобы для заданного направления максимального излучения разность фаз компенсировала геометрическую разность хода лучей, идущих от отдельных излучателей. Например, в случае линейки излучателей при наличии постоянного фазового сдвига между соседними излучателями направление максимального излучения согласно (7.7) отличается от направления нормали к оси линейки. Часто используется способ питания, при котором разность фаз между соседними излучателями равна prf, т. е. значению набега фазы в волне, распространяющейся вдоль линейки. В этом случае направление максимального излучения совпадает с осью линейки (решетки осевого излучения).

При несинфазном способе питания условие отсутствия дифракционного луча в эквидистантной линейке излучателей имеет §ид

d<-y-, (9.5)

где фо - угол между осью линейки и направлением главного лепестка.

Ширина ДН линейки излучателей определяется ее длиной. В режиме излучения, близком к поперечному, согласно (7.7) ширина главного лепестка по нулевому уровню

Дфо 2 l/ind sin Фо) = 2 l/iD sin ф,), (9.6)

где D - длина линейки. При осевом излучении

A%2V2X/D. (9.7)

В режиме осевого излучения фазовый сдвиг между соседними излучателями обычно делается несколько больше, чем pd. При этом ширина главного лепестка уменьшается и КНД антенны возрастает.

В случае двумерной решетки ширина ДН в каждом сечении определяется соответствующим размером решетки.

Провод с бегущей вдоль него волной тока может рассматриваться как линейка осевого излучения, излучателями в которой являются бесконечно близко расположенные элементарные токи. Особенность данного случая заключается в том, что в направлении оптимального фазирования, т. е. вдоль провода, поля, создаваемые элементарными токами, равны нулю и направление максимального излучения составляет с осью провода некоторый угол Во. С увеличением длины провода ширина главного лепестка ДН