Расчеты, проведенные в § 4.4 и касающиеся энергетического баланса линии радиосвязи, работающей в диапазоне УКВ, показали, что в этом диапазоне единственной возможностью установления устойчивей радиосвязи является использование антенн с большим усилением Дело втом, что напряженность электрического поля волны, распространяющейся в свободном пространстве, уменьшается с ростом частоты электромагнитного колебания. Такая же зависимость, т. е. уменьшение напряженности электрического поля распространяющейся волны, обнаружена и при других способах распространения радиоволн. Кроме того, с ростом частоты растет мощность собственных шумов приемного устройства. Эти обстоятельства приводят к уменьшению отношения сигнал/шум на выходе приемного устройства

Антенны, используемые радиолюбителями для организации радиосвязи в этом частотном диапазоне, имеют большое усиление, достигающее 30 дБ. Размеры раскрыва антенны (апертуры), необходимые для реализации большого усиления антенны, можно определить с помощью графиков, приведенных на рис. 6 1. Следует также отметить, что в этом диапазоне особое значение приобретают вопросы точности изготовления поверхности антенны. Дело в том, что допустимое отклонение отражающих поверхностей антенны от идеальной поверхности не должно превышать долей длины волны. Такие же жесткие требования накладываются на точность расположения отдельных элементов антенны (например, на установку пассивных элементов антенны) Невьшолне1ше указанных требованич приводит к значительному падению усиления антенны, росту уровня боковых лепестков и другим нежелательным последствиям.

Есть еще одна специфическая особенность работы в этом частотном диапазоне, накладывающая ужесточенные требования на антенную систему. Речь идет об антенном тракте, т. е. о линии питания антенн Если в диапазоне КВ можно было удовлетвориться достаточно слабой степенью согласования линии питания с антенной, что не приводило к заметным отрицательным последствиям, то

8

§ 0,6 I 0,4

-0.2

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Рис 6 I Зависимость усиления антеииы от ее эффективной площади раскрыва

в диапазоне УКВ эти требования значительно жестче. Кроме того, предъявляются очень жесткие требования к допустимому уровню потерь в линии питания, особенно в тех случаях, когда работа на линии радиосвязи проводится с малыми уровнями принимаемого сигнала Как было показано в гл. 4, потери в приемном тракте оказывают дважды вредное воздействие: уменьшают уровень сигнала на входе приемника и увеличивают собственные шумы системы в целом

В последующих параграфах этой главы те типы антенн, которые уже рассматривались применительно к их работе в диапазоне КВ, будут анализироваться уже не в полном объеме, а основное внимание будет уделено новым для нас типам антенн - апертур-ным, спиральным и дру1 им

Здесь, на наш взгляд, целесообразно остановиться на одном вопросе Речь идет о том, каким образом воспользоваться сведениями, приведенными в гл 5 и касающимися конкретных вопросов проектирования антенн КВ диапазона, для проектирования тех же

аКтеИя в диапазоне УКВ. Обычно поступают следующим образом Сначала вычисляют коэффициент пересчета (коэффициент моделирования), nssXsAi, где - длина волны, на которую спроектирована антенна в диапазоне KB, а Л - длина волны, на которую хотят спроектировать антенну в диапазоне УКВ. Далее в п раз уменьшают все геометрические размеры уже известной антенны для диапазона KB, получая тем самым размеры аитениы в диапазоне УКВ. Обратим внимание на следующее обстоятельство: указанная процедура не является полной для того, чтобы получить в диапазоне УКВ те же параметры, которыми обладала антенна в диапазоне КВ.

Дело в том, что для полного моделирования необходимо изменить как свойства среды, окружающей антенну (в первую очередь - проводимость земли), так и проводимость используемых для изготовления антенн материалов На практике, естественно, этого выполнить не удается, и поэтому, используя полученные в результате пересчета размеры антенны как ориентировочные, окончательные данные получают в результате ее настройки.

Отметим еще одну особенность антенн, предназначенных для работы в диапазоне УКВ. В этих антеннах часто вместо одной поляризации излученной электромагнитной волны используют две, особенно для приемных антенн, а иногда используют и круговую поляризацию. Эти требования вытекают из того, что при распространении ультракоротких волн часто происходит изменение плоскости поляризации. Если не принять во внимание это явление и использовать и на передающей, и на приемной стороне антенны с идентичными линейными характеристиками излучения, то качественные показатели связи могут значительно ухудшиться. Устойчивость многих линий радиосвязи в этом диапазоне резко увеличивается, если на приемной стороне имеются две антенны, обладающие ли-?гейной, но ортогональной по отношению друг к другу поляризацией (например, одна антенна имеет горизонтальную поляризацию, а другая - вертикальную).

6.2. ДипольнУе антенны УКВ

Дипольные антенны УКВ диапазона можно разделить на три следующие группы: укороченные антенны типа Уда-Яги; удли-?гснные антенны типа Уда-Яги; антенные системы, элементы которых выполнены из дипольных антенн.

Практика подсказывает следующее правило. Если требуется антенна с усилением 6... 8 дБ, то целесообразно использовать укороченную антенну. Если же требуется усиление 10... 15 дБ, то рекомендуется применить удлиненный вариант дипольной антенны И, наконец, если требуется создать антенну с еще больши.м усилением, то необходимо конструировать антенную систему, содержащую в качестве элементов дипольные антенны.

Укорочеииая аитениа. К коротким антеннам относят антенны, длина которых 1<К. Эти антенны содержат два, три, а в некоторых случаях и пять элементов. Правильно выполненная двухэлементная антенна имеет усиление 3... 4 дБ, трехэлементная - 4 ... 6 дБ, а пятиэлсментная - 6 ... 8 дБ.

Описанная в § 5 5 коротковолновая дипольная антенна сохраняет в своем ультракоротковолновом варианте все свои свойства. (Правда, уменьшается отношение X/rf, что, в свою очередь, влияет

13* Зак 351 387