Антенны можно классифицировать по различным признакам. Например, можно проводить деление на простые и многоэлементные антенны, или на антенны направленные и антенны с широкой диаграммой направленности, или на антенны многодиапазонные и антенны, работающие на одном диапазоне волн.

Отдельные модификации антенн имеют между собой много общего, и поэтому в дальнейшем при описании одной группы антенн будут рассмотрены варианты, которые можно отнести к др)гой группе антенн.

Необходимо помнить, что антенны характеризуются следующими основными электрическими параметрами: диаграммой направленности, входным сопротивлением, коэффициентом усиления, коэффициентом полезного действия, а также геометрическими размерами: длиной антенны, высотой подвеса антенны.

Схемы некоторых рассматриваемых ниже антенн представляют собой, по сути дела, компромисс между удобством конструкции и хорошими электрическими параметрами.

Простейшая антенна - симметричный полуволновый вибратор, описанный в § 2.3, представляет собой классическую схему антенны, свойства которой хорошо исследованы. Правильно выполненная днпольная антенна имеет высокое значение КПД, однако требует для размещения значительной площади. Механическое укорочение диполя при сохранении его электрической длины приводит к изменению характеристик излучения, появлению в диаграмме направленности нежелательных лепестков, снижению КПД и уменьшению коэффициента усиления.

Узконаправленные антенны обычно состоят из системы диполей. Эти антенны имеют большие геометрические размеры. Правильно спроектированная антенная система имеет КПД не намного меньше, чем КПД простого диполя, и характеризуется больши:и значением коэффициента усиления.

В радиолюбительских диапазонах используются следующие частоты: 3,5; 7; 14; 21; 28 МГц, а также 144; 432 и 1296 МГц. Отметим, что отношение этих частот составляет ряд 1 : 2 : 4 : 6 : 8, а также ряд 1:3:9. Это обстоятельство позволяет использовать гармонические антенны, способные работать в нескольких кратных диапазонах одновременно. Однако такое решение зачастую бывает вынужденным и приводит к снижению КПД, ухудшению направленных свойств и вызывает определенные трудности при согласовании антенны с линией питания.

Прн выборе антенны следует решить и такой вопрос либо она будет универсальной, либо однодианазонной От антенны универсальной требуется способность работать в нескольких диапазонах. Универсальную антенну отличают сложная конструкция и несколько худшие значения электрических параметров. Для однолнапазон-ной антенны характерны более высокие значения параметров.

Перед выбором антенны следует внимательно изучить условия ее расположения и определить место и способ подвеса, способ подведения линии nniaiiHH, вид заземления. Одним из важных требований является условие, чтобы на расстоянии Я/2 от антенны отсутствовали посторонние металлические предметы, другие антенны илн иные электротехнические устройства. Невыполнение этого требования приводит к значительному увеличению уровня помех, что сильно сказывается при работе раднолюбигельской станции в режиме приема. Следует помнить и о том, что наличие близко

расположенных металлических предметов больших габаритных размеров может привести к появлению стоячей волны.

Также следует иметь в виду, что наличие в антенне плохих электрических контактов может привести к нелинейному взаимодействию электромагнитной волны собственного передатчика с посторонней волной, имеющей высокий уровень, и излученной, например, местной вещательной станции. В результате нелинейного преобразования двух частот возникает излучение на совершенно новой частоте, что является причиной появления сигнала-помехи, Антенная система для дальней связи. Проблема выбора наилучшей антенны для дальней связи была и остается до сих пор предметом многочисленных исследований и споров. Из публикаций иа эту тему можно сделать следующие выводы.

1. Параметрами, влияющими на радиус действия антенны (в предположении, что приемник выполнен на высоком радиотехническом уровне, работает хороший оператор и т. п.), являются мощность, подведенная к антенне; усиление антенны; высота размещения антенны.

2. При использовании горизонтальной поляризации влияние земли на параметры антенны сказывается меньше, чем при использовании вертикальной поляризации (см. § 2.3). Для вертикальных антенн особое значение имеет хорошая проводимость почвы вблизи антенны. Проводимость можно значительно улучшить, закопав в землю провода заземления длиной около 0,4Я. Коэффициент полезного действия рассматриваемой антенны в большой степени зависит от числа проводов заземления (табл. 5.1).

ТАБЛИЦА 5.1

Зависимость КПД и входного сопротивления четвертьволнового вертикального диполя от числа проводов заземления

3. Вертикальная антенна излучает волну, которая испытывает сильное затухание при, распространении над поверхностью земли (рис. 5.1). Ближний к земле максимум диаграммы направленности соогвегствует углам 5°...15°. Напомним, что для радиосвязи на дальние расстояния требуемые значения угла максимального излучения антенны значительно меньше указанных (рис. 4.21).

4. Вертикальной антенне в связи с круговой симметрией диаграммы направленности в горизонтальной плоскости свойствен при приеме большой уровень помех (атмосферных, промышленных помех от других станций и т. п.). Уровень помех прн приеме на горизонтальную антенну несколько ниже, чем объясняется направленностью антенны в горизонтальной плоскости.

5. Простота конструкции антенны, выполненной в виде вертикальных вибраторов, является, по-виднмому, основной причиной того, что именно этот тип антенн особо распространен среди радиолюбителей, осуществляющих радиосвязь на большие расстояния.

6. Антенна, состоящая из горизонтальных вибраторов, имеет больший уровень излучения в горизонтальной плоскости. Это обстоятельство приводит к появлению, помимо прямой волны, волны, отраженной от поверхности земли. Для некоторых значений углов в вертикальной плоскости отраженная Болна складывается синфаз-но с прямой волной, что приводит к росту напряженности резуль-

ис. 5.1. Распределение в вертикальной плоскости мощности излучения вертикальных диполей;

----четвертьволнового,---полуволнового, расположенных над средами

: различными свойствами:

- идеальный экран; 2 - морская вода; 3 - почва с большой проводимостью;

- почва с малой проводимостью

ирующего поля. Чем больше высота h подвеса антенны над по-ерхностью земли, тем меньшим значениям а вертикального угла оответствуют направления, в которых происходит синфазное сло-(ение прямой и отраженной волн, т. е. лучшие условия для даль-ей радиосвязи.

Как следует из рис. 5.2, между h, а и X существует зависи-юсть

1а = Я,/4/1.

(5.1)

Можно показать, что границы области, которая лежит между 5чками Ai и А2 н при отражении от которой возникают наиболее ягодные условия для осуществления дальней радиосвязи, онре-еляются формулами

= а) (3 - 2>/2 /cos а); = (h/ig а) (З -f 2V 2/cos а). (5.2)

Желательно, чтобы в области А,-Лг поверхность земли не дела больших неровностей. Допустимый перепад высот в этой )ласти должен подчиняться условию (4.8). Кроме того, необхо-. МО, чтобы область, соответствующая первой зоне Френеля, отно-

/1иния горизонта

с. 5 2. Между точками А\ и Ai расположена область, при отражении от эрой возникают наиболее выгодные условия для дальней радиосвязи