сительно антенн и точек Ai и Л г, была свободна от посторонних предметов, строений, леса и т. п.

В диапазоне Х=20 м оптимальный угол для дальней радиосвязи а=1°, что требует установки антенны на высоте /i=300 м и наличия плоской поверхности на расстоянии от /-1 = 2,7 км до / 2 = = 93 км. Такие условия на практике можно выполнить только при установке антенны на высокой горе, расположенной на берегу моря или другого протяженного водного бассейна.

7. Напомним, что раньше было введено понятие действующей мощности излучения антенны Рд = РоО. Используя отраженную волну, можно добиться дальнейшего повышения действующей мощности излучения антенны (при отражении от плоской поверхности земли предельное значение прибавки составит -{-6 дБ).

8. Наиболее целесообразно устанавливать антенны на высоте (0,5...1,5) Я. Для больших значений h положительный эффект, связанный с отражением от земли, уменьшается в связи с появлением многолепестковой структуры результирующей диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости.

5.2. Гармонические антенны

Гармонические антенны - это линейные антенны, длина которых кратна некоторому числу п полуволн. Простейшей гармонической антенной является полуволновый диполь, для которого я=1.

Ранее уже говорилось о том, что физическая и электрическая длины антенн отличаются друг от друга. Резонансная длина гармонической антенны

/=150 (n + K~l)/f,

(5.3)

где I - длина антенны, м; я - число полуволн (я=1, 2, 3, ...); К - коэффициент укорочения, зависящий от отношения Я/d (см. график на рис. 2.80); / - резонансная частота, МГц.

Так как частоты, выделенные радиолюбителям для связи, представляют собой гармонический ряд 1:2:4:6:8, то гармоническая антенна, сконструированная для работы на низшей частоте радиолюбительского диапазона, оказывается практически настроенной в резонанс и для высших частот (рис. 5.3). Принимая во внимание значения коэффициента укорочения /(=0,95, получим значения резонансных частот гармонической антенны (табл. 5.2).

Из таблицы- следует, что из-за эффекта укорочения нельзя добиться полного совпадения резонансной полосы антенны и полосы радиолюбительского диапазона для всех п. Поэтому в диапазонах

ТАБЛИЦА 5.2

Ряд резонансных частот гармонической антенны

3, 5, и 7,0 МГц длина антенны несколько больше резонансной, а в диапазоне 21 МГц и 28 МГц - меньше (рис. 5 4).

Если же использовать одну антенну во всех диапазонах, то придется согласиться с большим значением Кст и в линии питания. Снижения /Сет и посредством настройки антенны в резонанс можно достичь несколькими методами, которые будут рассмотрены ниже.

Рис. 5.3. Распределение тока н напряжения в гармонической антенне:

а - асимметричное; б - симметричное питание

Гармоническую антенну можно возбуждать несколькими спо-;обами. Питание к ней может быть подведено в точках, которым ;оответствует пучность тока (чаше всего симметрично), или в точ-<ах, которым соответствует пучность напряжения , (чаще несиммет-?1Нчно-1иа конце дшоля). Пе,рвый способ получил название пнта-

ння антенны током, а второй - питания напряжением. Способ питания (симметричный) влияет на характер распределения тока в антенне и, следовательно, сказывается на направленных свойствах антенны (см., например, рис. 3.68).

Рис, 5 4 Влияние торцевых емкостей иа распределение тока в гармонической антение; а - полуволновый диполь; б - двухволновый вибратор

В гармонических антеннах при увеличении числа полуволн, укладывающихся по длине антенны, направление максимального излучения приближается к оси антенны, однако никогда не совпадает с ней.

Одновременно с увеличением числа я растет уровень главных лепестков (по сравнению с боковыми), увеличивается число боковых лепестков. Главных лепестков в диаграмме четыре. Число боковых лепестков зависит от я. Общее число лепестков диаграммы в одном квадранте равно отношению l/X, где / - длина антенны.

На рис. 5.5 приведены диаграммы направленности гармонических антенн, соответствующие различным длинам горизонтальной гармонической антенны. Эти диаграммы приведены для горизонтальной плоскости. Характеристики направленности в вертикальной плоскости, проходящей через ось антенны, подобны приведенным на рис. 5.5. Соседние лепестки диаграммы направленности имеют противоположные фазы, что на диаграммах показано знаками -{-и -. Появление волны, отраженной от поверхности земли, приводит к изменению диаграммы направленности в вертикальной плоскости.

Рисунок 5 6 иллюстрирует основные свойства гармонической антенны, расположенной в свободном пространстве. На практике этими данными следует пользоваться, если высота подвеса антенны превышает две длины волны. Влияние земли на направленные свойства горизонтального полуволнового диполя рассматривалось ранее (см. рис. 2.73). Эти данные позволяют в определенной степени составить представление о том, каким образом земля влияет на направленные свойства других гармонических антенн.

На рис. 5.6а приведены графики, позволяющие определить, каким образом при изменении длины гармонической антенны изменяются ориентация главного лепестка диаграммы (относительно оси антенны), усиление антенны и ее сопротивление излучения.

С помощью графиков, приведенных на рис. 5.66, можно определить, каким угловым направлениям (относительно оси антенны) соответствуют максимальные и минимальные уровни излучения антенны и каким образом изменяются эти угловые направления прн изменении длины антенны.

Графики, представленные на рис. 5.6в, позволяют вычислить относительный уровень излучения любого лепестка диаграммы направленности антенны произвольной длины.