АНТЕННЫ
МЕТРОВЫХ
ВОЛН
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СОЮЗА ССР
МОСКВА — 1957

РАДИОЛОКАЦИОННАЯ ТЕХНИКА
В. С. НЕЛЕПЕЦ
АНТЕННЫ
МЕТРОВЫХ
ВОЛН
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СОЮЗА ССР
Москва —1957

В. С. Нелепей, кандидат технических наук, доцент.
АНТЕННЫ МЕТРОВЫХ ВОЛН
Брошюра «Антенны метровых волн» входит в выпускаемую Воен¬
ным. издательством библиотеку «Радиолокационная техника». Библио¬
тека рассчитана на офицеров, связанных с эксплуатацией радиотехни¬
ческих средств. Она может быть также использована широким кругом
читателей, желающих подробно ознакомиться с работой отдельных
узлов и элементов радиолокационных станций.
Перечень брошюр, входящих в библиотеку «Радиолокационная
техника», помещен на 3-й странице обложки.
В брошюре «Антенны метровых волн» популярно изложены физи¬
ческие процессы в антеннах метровых волн, основные свойства и пара¬
метры таких антенн, приведены краткие сведения о радиолокационных
антеннах метровых волн.
1. 	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АНТЕННАХ
Изобретение антенны относится к 1894 году. Великий
русский физик, изобретатель радио А. С. Попов, проводя
опыты с первыми приборами беспроволочного телеграфиро¬
вания, впервые применил провод, поднятый над землей и
послуживший первой в мире антенной.
В журнале Русского Физико-Химического Общества,
где в 1895—1896 гг. А. С. Попов выступал с докладами о
своем изобретении, содержится следующее описание первой
антенны: «На здании института, среди других приспособле¬
ний, назначенных для наблюдения над направлением и си¬
лой ветра, была установлена небольшая деревянная мачта,
превышающая сажени на четыре строения анемометров и
флюгеров и снабженная на вершине обыкновенным нако¬
нечником громоотвода. Этот наконечник с помощью про¬
волоки, проведенной сначала по дереву мачты, а далее про¬
тянутой через двор на изоляторах в метеорологический ка¬
бинет, был соединен с прибором. » Современные антенны в
известной мере сохранили общие черты с первой антенной,
изобретенной А. С. Поповым.
В устройствах радиосвязи, так же как в устройствах ра¬
диовещания, телевидения, радиолокации и др., роль антенны
может быть определена следующим образом. При передаче
антенна является связующим звеном между аппаратурой,
генерирующей колебания высокой частоты, и окружающим
пространством, в котором эта энергия передается в форме
электромагнитного поля. При приеме антенна, находящаяся
в электромагнитном поле, созданном антенной передатчика
(рис. 1), извлекает из этого поля энергию, которая прини¬
мает форму электрических колебаний. Таким образом, ан¬
тенна преобразует энергию электрических колебаний в энер¬
гию электромагнитного поля при передаче и обратно при
приеме. Кроме этого основного процесса, выполняемого
1*
3

антенной, ее применение дает возможность решать и другие
задачи, как например, осуществлять направленность пере¬
дачи и приема, широко используемую в радиолокации.
В последующие после ее изобретения годы антенна под¬
вергалась всестороннему совершенствованию, была разрабо¬
тана теория работы антенны и установлены законы, опреде¬
ляющие физические процессы излучения и приема электро-
Рис. 1. Приемное и передающее устройства связаны с окру¬
жающим пространством при помощи антенн
магнитной энергии. Знания в этой области вылились в само¬
стоятельный раздел радиотехники — науку об антенно-фи¬
дерных устройствах, излучении и приеме радиоволн.
Современная техника располагает большим числом раз¬
новидностей антенных устройств, выполняющих самые раз¬
нообразные задачи. С некоторой степенью точности все виды
антенн можно свести к следующей общей классификации.
По основному назначению антенны можно разделить на
передающие и приемные.
Однако наряду с этим для радиолокационных станций
характерно применение одной антенны для передачи и при¬
ема; в этих станциях предусмотрен антенный переключа¬
тель, поочередно подключающий общую антенну к передаю¬
щей и приемной частям схемы; следовательно, одна общая
антенна поочередно играет роль то приемной, то передающей.
По своему действию антенны делят на направленные и
ненаправленные.
По диапазону волн антенны можно разделить на:
а)	длинноволновые,
б)	средневолновые,
4

в)	коротковолновые,
г)	ультракоротковолновые.
Нередко длинноволновые и средневолновые антенны от¬
носят к разряду несимметричных, применяемых с заземле¬
нием, а коротковолновые и ультракоротковолновые — к раз¬
ряду симметричных.
В свою очередь каждая из диапазонных групп делится
по конструктивным признакам на ряд видов. Ультракорот¬
кие волны принято делить на:
метровые (10 м— 1 м),

дециметровые (1 м— 10 см),
сантиметровые (10 см—1 см),
миллиметровые (1 см— 1 мм).
Ниже мы будем рассматривать антенны метровых волн,
относящиеся к разряду симметричных ультракоротковолно¬
вых антенн направленного действия.
Полезно заметить, что передающая антенна может быть
с успехом использована для приема и, наоборот, приемная
антенна — для передачи. Этим определяется обратимость
приемных и передающих антенн на основе так называемого
принципа взаимности.
2 В. С. Нелепец

2. 	ИЗЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ
АНТЕННОЙ
Электрические и магнитные явления известны человече¬
ству давно; значительное развитие получила теория элек¬
тромагнитных явлений после опубликования В. Гильбертом
своей работы в 1600 году. Известно, что вокруг всякого про¬
водника, по которому протекает ток, возникает магнитное
поле, а вокруг заряженных тел — электрическое поле.
В конце прошлого столетия была установлена связь,
существующая между электрическим и магнитным полями.
2. Расположение векторов электрического £
и магнитного Н полей
Любое изменение электрического поля в какой-либо точке
пространства приводит к появлению в этой точке магнит¬
ного поля и, наоборот, возникновение магнитного поля вы¬
зывает появление электрического поля. Если периодически
изменять величину или положение заряда, то возникает пе¬
риодически изменяющееся поле, носящее название элек¬
тромагнитного поля.
Чем характеризуется электромагнитное поле? По своему
существу оно представляет собой особый вид материи, обла¬
дающей временной и пространственной протяженностями,
и является объективной реальностью.
В энергетическом отношении электромагнитное поле свя¬
6

зано с переносом в каждом случае определенного коли¬
чества электромагнитной энергии.
Электромагнитное поле характеризуется вектором Е элек¬
трической составляющей и вектором Н магнитной составля¬
ющей (рис. 2) *.
Если периодическое изменение поля происходит по сину¬
соидальному закону, то надо понимать, что величина векто¬
ров Е и Н изменяется во времени также по синусоидаль¬
ному закону. В соответствии с этим векторы Е и II изме¬
няются от положительного максимума (рис. 2, а) до нуля,
а затем до отрицательного максимума (рис. 2, 6); при этом
во всем пространстве, кроме непосредственно прилегающего
к антенне, оба вектора изменяют свою величину в фазе.
В чем состоит процесс возбуждения электромагнитного-
поля в пространстве?
Электроны, перемещающиеся вдоль провода с ускоре¬
нием, образуют вокруг провода электромагнитное поле. Сле¬
довательно, для образования поля необходимо пропускать,
по проводу электрический ток, изменяющий свою величину
во времени. В связи с конечными размерами провода этот изменяющийся ток нельзя заставить проходить только в од¬
ном направлении, следовательно, его придется пропускать то в одном, то в другом направлении. Отсюда для образо¬
вания переменного электромагнитного поля вокруг провода надо пропускать по нему переменный ток.
Само собой понятно, что чем больше сила тока в антенне;
тем интенсивнее и образуемое антенной поле.
Проследим процесс образования электромагнитного поля
проводом, питаемым в его середине (рис. 3).
Примем направление движения зарядов вверх положи¬
тельным и обозначим полярность верхней половины провода
знаком плюс (+), а нижней — знаком минус (—). Заряды
противоположных знаков соединим линиями, носящими на¬
звание силовых линий электрического поля; направ¬
ление этих линий совпадает с направлением действия элек¬
трической силы. Совокупность всех силовых линий, образуе¬
мых зарядами на проводе, дает графическое изображение
электрического поля. Пунктирными кольцеобразными ли¬
ниями обозначим магнитное поле, образуемое перемещаю¬
щимися по проводу зарядами. Изображенная на рисунке картина электрического и магнитного полей вокруг провода
* Вектором называется величина, определяемая как размером,
так и направлением в пространстве; графически векторы принято
изображать с помощью направленных отрезков прямой.
2*
7

действительна для некоторого момента времени; в рассмат¬
риваемый момент электрические силовые линии выходят из
верхней части провода и входят в его нижнюю часть, а маг¬
нитные силовые линии имеют одинаковое направление по
всей длине провода, причем густота их на средней части
больше, чем на участках, удаленных от средней части.
Рассмотрим, как будет изменяться картина поля в непо¬
средственной близости от излучающего провода за один пе¬
риод изменения напряжения генератора, питающего провод
(рис. 4). За время первой четверти периода ток в проводе
растет (кривая а) и одновременно возрастает образуемое им
магнитное поле (кривая б); к концу первой четверти обе
величины достигнут максимального значения. Электрическое
поле, образуемое напряжением, сдвинутым относительно
тока на 90°, уменьшается за первую четверть периода от
максимального значения до нуля (кривая е), т. е. электри¬
ческое поле на четверть периода опережает магнитное поле.
За вторую четверть ток и магнитное поле спадают до нуля, а электрическое поле возрастает до максимального значе¬
ния. В течение третьей и четвертой четвертей процесс будет
продолжаться подобно рассмотренному с той лишь разни¬
цей, что направление силовых линий изменится на противо¬
положное изображенному на рис. 3.
Из рассмотрения процессов, показанных на рис. 4, выте¬
кает важное следствие: электрическое и магнитное поля у
вибратора находятся в таких фазовых соотношениях, что
магнитное поле достигает максимального значения в тот мо¬
мент, когда электрическое поле достигает нулевого значения
и наоборот. Следовательно, вся энергия электромагнитного
8

поля в моменты времени t1 и t3 переходит в энергию магнит¬
ного поля, а в моменты t2 и t4 — в энергию электрического
поля; такой периодический переход энергии из одного вида
в другой характерен для электромагнитного поля.
Установив, таким образом, факт образования электро¬
магнитного поля в непосредственной близости от провода,
Рис. 4. Зависимость электрической и маг¬
нитной составляющих поля у провода
от изменения питающего тока:
а — изменение тока; б — изменение магнитного
поля; в — изменение электрического поля
мы неминуемо сталкиваемся с вопросом: на какое расстоя¬
ние от провода распространится поле и можно ли устано¬
вить его границы? Здесь уместно дополнить приведенные в
начале этого параграфа данные о связи между электриче¬
ским и магнитным полями указанием на то, что всякое изме¬
нение электрического поля в пространстве порождает появ¬
ление также изменяющегося магнитного поля не только в
той же, но и в соседних точках пространства.
Известно, что поле убывает с расстоянием вследствие
затухания, но даже на значительном расстоянии от провода
поле все же будет существовать, хотя его интенсивность и
9

будет меньше, чем вблизи провода. В самом деле, если
изобразить поле силовыми линиями, то распространение его
можно представить как непрерывное образование все новых
и новых силовых линий вокруг провода, которые отталки¬
ваются от силовых линий, образовавшихся до того, и уда¬
ляются от антенны на все большее расстояние. Расстояние,
на которое удалится электромагнитная энергия от антенны
Рис. 5. Иллюстрация процесса излучения
за время одного периода Т колебательного процесса в ан¬
тенне, называется длиной волны и обозначается X.
Обозначив скорость распространения энергии буквой с,
можем связать период и длину волны соотношением
Х = сГ.
Это соотношение построено по известной из механики
зависимости: пройденный путь равен скорости, помножен¬
ной на время. Подставляя в формулу размерность для ско¬
рости [м/сек], а для периода — [сек], получим размерность
длины волны — [л/]. Скорость распространения электромаг¬
нитных волн в воздухе принимается равной скорости света,
т. е. с — 300 000 км/сек. Учитывая это обстоятельство, т. е.
замечая, что скорость с имеет конечное значение, рассмот¬
рим более подробно процесс излучения антенной электро¬
магнитной энергии и ее дальнейшее распространение.
На рис. 5 показан процесс образования электрического
поля в виде последовательного ряда положений, соответ¬
ствующих моментам времени от to до t4. Чтобы не загро¬
мождать чертеж, силовые линии условно показаны распро¬
страняющимися лишь вправо от антенны. В действитель¬
ности, конечно, распространение происходит во всех направ¬
лениях от антенны. На том же рисунке изображено измене¬
ние напряжения источника, питающего антенну в середине.
10

Нетрудно видеть, что напряжение изменяется по сину¬
соидальному закону, а время от to до t4 соответствует це¬
лому периоду Г.
В момент времени to напряжение равно нулю и электри¬
ческих силовых линий нет. Непосредственно за этим напря¬
жение растет и появившиеся положительные и отрицатель¬
ные заряды движутся от середины антенны к ее концам
(направление движения зарядов показано стрелками); по¬
являются силовые линии электрического поля. В момент ft,
соответствующий первой четверти периода, когда напряже¬
ние максимально, силовые линии заняли вокруг антенны
пространство, по определению равное четверти длины волны.
Необходимо подчеркнуть, что было бы ошибочно считать,
X
что за пределами расстояния, равного-^-, никаких электри¬
ческих явлений не происходит. Иными словами, именно
здесь якобы проходит граница поля. Такой резко выражен¬
ной границы в однородной среде быть не может; как было,
сказано выше, поле постепенно убывает с увеличением рас¬
стояния.
В промежутке времени между ft и t2 напряжение умень¬
шается, движение зарядов происходит в обратном направле¬
нии, т. е. от концов провода к его середине. Вследствие этого
концы силовых линий стягиваются к середине провода.
В момент времени fa заряды сойдут с провода в источник,
т. е. напряжение станет равным нулю, а концы линий сомк¬
нутся, образуя замкнутые кольцеобразные силовые линии *.
Это произойдет раньше, чем середина линии успеет прибли¬
зиться к проводу. С помощью силовых линий, потерявших
связь с проводом, можно условно изобразить свободную
энергию. Непосредственно за моментом времени f2 питающее
напряжение меняет знак, заряды снова начинают двигаться
от середины провода к его концам, как это было в проме¬
жутке времени от t0 до ft, с той лишь разницей, что поляр¬
ность теперь обратная. Образующиеся вновь силовые линии
будут иметь такое направление, что окажут отталкивающее
действие на «пакет» свободных линий, отпочковавшихся за
предшествующую половину периода. В момент времени f«,
соответствующий целому периоду, свободная энергия отой¬
дет от антенны на одну длину волны.
1 В свободном пространстве, в отличие от поля Неподвижных за¬
рядов, силовые линии изменяющегося электрического поля так же
замкнуты, как и силовые линии магнитного поля.
II

В каком виде можно представить себе свободную элек¬
тромагнитную энергию, излученную в пространство?
На рис. 5 показано лишь движение силовых линий элек¬
трического поля. Однако, как отмечалось выше, изменяю¬
щееся электрическое поле всегда окружено кольцеобраз¬
ными замкнутыми линиями магнитного поля, изменяющегося
по тому же закону, что и электрическое поле; схематически,
применительно к рассматриваемому случаю, это изображено
на рис. 6.
С физической стороны процесс может быть объяснен так:
электрическая сила, образуемая в пространстве, как нами
только что рассмотрено, порождает появление токов смеще-
Рис. 6. Линии электрического и магнитного полей вокруг антенны
ния в диэлектрике (в окружающей среде), подобно тому
как мы представляем себе образование токов смещения в диэлектрике конденсатора, на обкладку которого подается
разность потенциалов. Эти токи смещения в пространстве
в свою очередь и являются причиной появления магнитного
поля, кольцеобразно замкнутые силовые линии которого
показаны на рисунке пунктиром.
Для простоты на рис. 6 изображено образование электри¬
ческих и магнитных сил в двух направлениях от антенны.
В действительности у ненаправленных антенн распростра¬
нение электромагнитного поля происходит по всем направ¬
лениям.
Поле распространяется волнообразно, откуда и возникли
термины в применении к электромагнитному полю, распро¬
страняющемуся в пространстве: электромагнитные
волны или радиоволны.
Если представить себе распространение электромагнит¬
ной энергии вокруг антенны по всем направлениям, т. е. по
сфере, то образующиеся при этом волны будут называться
сферическими. При значительном радиусе сферы, т. е.
на большом удалении от антенны, любой малый участок по¬
12

верхности сферы приближается к плоскости; поэтому на до¬
статочном удалении сферические волны можно считать
плоскими, т. е. имеющими плоскую волновую поверхность.
Волновой поверхностью называется геометрическое место
точек, до которых одновременно распространяются колеба¬
ния. Плоской называют волну, у которой все точки любой
плоскости, перпендикулярной к направлению распростране¬
ния волны, имеют одинаковые амплитуды и фазы.
Движущиеся в пространстве электромагнитные волны
изображены на рис. 7. Следует понимать, что на этом ри¬
сунке показана как бы «моментальная фотография» элек¬
трической и магнитной составляющих поля. Действительно,
через короткое время это изображение для рассматриваемой
области простран¬
ства уже «устареет».
Для правильного
понимания глубоко¬
го физического смы¬
сла изображения
электромагнитной
Рис. 7. Движущая¬
ся в пространстве
электромагнитная
волна
Направление
движения
волны
волны, приведенного на рис. 7, необходимо сделать не¬
сколько дополнительных замечаний.
Прежде всего отметим, что подобное представление об
электромагнитной волне допустимо лишь в динамическом
смысле, т. е. лишь относительно распространяюще¬
гося в пространстве электромагнитного поля.
Кроме того, не следует понимать, что изображенная на
рис. 7 застывшая картина электромагнитной волны переме¬
щается вдоль оси, указывающей направление движения.
Если на этой оси поместить точку х неподвижно, то через
эту точку будут проходить последовательно все значения
векторов Е и Н от нулевых до амплитудных. Если бы с из-
3 В. С. Нелепей
13

менением времени точка х перемещалась вдоль оси в на¬
правлении стрелки, то скорость с распространения электро¬
магнитных волн оказалась бы коэффициентом пропорцио¬
нальности между временем и текущим значением расстоя¬
ния точки х от положения ее в момент начала отсчета.
Если бы электромагнитная волна была видимой глазом, то
она представлялась бы нам перекатывающейся со ско¬
ростью с.
Полезно обратить внимание на то, что электрическая и
магнитная составляющие поля на рис. 7 находятся в фазе,
т. е. они одновременно проходят нулевые (так же как и
максимальные) значения через одни и те же точки горизон¬
тальной оси (например, через точку х). Сравнив это об¬
стоятельство с показанным на рис. 4 фазовым соотношением
изменений электрического и магнитного полей, мы увидим
между ними разницу; она объясняется тем, что рис. 4 иллю¬
стрирует процессы в непосредственной близости от антенны,
в так называемой зоне индукции, в то время как рис. 7 дает
представление о электромагнитной волне, распространяю¬
щейся в пространстве на некотором удалении от антенны,
в так называемой зоне излучения.
Последнее обстоятельство, которое необходимо выяснить
в связи с рис. 7, заключается в следующем. Как мы отме¬
чали, энергия электромагнитного поля заключается в его
электрической и магнитной составляющих. Однако на рис. 7
отчетливо видно, что в ряде точек пространства (например,
в точке х) векторы электрического и магнитного полей
равны нулю. Отсюда напрашивается вывод, что и энергия
электромагнитного поля в этой точке также равна нулю.
Этот вывод не должен вызывать недоумения. Выше отмеча¬
лось, что приведенная на рис. 7 картина действительна лишь
для некоторого определенного момента времени. В этот мо¬
мент действительно энергия в точке х равна нулю. В сле¬
дующие моменты через эту точку пройдут все значения век¬
торов Е и И и, следовательно, все значения энергии, вплоть
до максимального. Таким образом, здесь происходит волно¬
образный переход энергии от точки к точке пространства.
Рассматриваемая волна является поляризованной. Явле¬
ние поляризации выражается в том, что в поляризованном
поле электрический вектор при движении волны сохраняет
неизменное направление. В вертикально поляризованной
волне вектор электрического поля перпендикулярен к земной
поверхности; в горизонтально поляризованной волне он на-
14

правлен параллельно земной поверхности. Плоскостью поля¬
ризации называется плоскость, проведенная через вектор
электрического поля и ось, вдоль которой распространяется
электромагнитная волна. На наиболее коротких волнах
вследствие особенностей распространения поляризация в
ряде случаев изменяется.
3*

3.	ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ПАРАМЕТРЫ АНТЕННЫ
До сих пор, рассматривая процессы образования элек¬
тромагнитного поля в пространстве, мы не касались свойств
самой антенны, опираясь при этом на то, что любой провод¬
ник конечной длины при пропускании по нему переменных
токов излучает электромагнитную энергию. Однако, как по¬
казывает теория, эффективность излучения зависит от соот¬
ношения длины провода и длины излучаемой) волны.
Наука пришла к решению этого вопроса на основании
исследования длинных линий, используемых в телеграфной
и иной проводной связи; была разработана теория длинных
Рис. 8. Длинная линия
линий, благодаря которой стало возможно решение так на¬
зываемых «телеграфных уравнений», положенных в основу
исследования антенн.
Рассмотрим некоторые процессы в двухпроводной линии.
В начало линии, составленной из двух одинаковых про¬
водов (рис. 8), включим источник переменной э. д. с., а конец
. линии оставим незамкнутым.
Последнее обстоятельство заставит многих, впервые зна¬
комящихся с такой линией, на вопрос о том, будет ли по ли¬
нии проходить ток, ответить отрицательно. Этот ответ будет
в общем случае не верен, если линию питать от генератора
высокой частоты, включенного в начало линии. Необходимо
учесть, что между проводами существует емкость; эта
емкость условно изображена в виде конденсаторов, вклю¬
ченных параллельно в линию. Попутно отметим, что про¬
16

вода линии обладают индуктивностью. Поскольку, таким
образом, линия в целом обладает емкостью и индуктивно¬
стью, распределенными по всей длине провода, каждый эле¬
мент длины линии обладает элементарной емкостью и эле¬
ментарной индуктивностью. Условимся считать, что актив¬
ное сопротивление линии равно нулю.
С движением волны от источника э. д. с. (генератора)
вдоль линии к ее разомкнутому концу электрическое и маг¬
нитное поля (и порождающие их напряжение и ток) нахо¬
дятся в фазе. На разомкнутом конце ток прекращается, т. е.
становится равным нулю, а созданное им магнитное поле
приобретает форму электрического поля, поскольку потен¬
циал конца проводов с накоплением на конце зарядов
растет. Учитывая, что на конце линии ток равен нулю, а
напряжение максимально, заключаем, что здесь ток и на¬
пряжение сдвинуты по фазе на четверть периода. С повыше¬
нием потенциала на конце линии появляется обратная так
называемая «отраженная» волна.
Чтобы определить для какого-либо момента времени зна¬
чение тока на любом участке линии, необходимо учитывать
и прямую и отраженную волны. Алгебраическая сумма то¬
ков (с учетом знаков) образует результирующую волну, но¬
сящую название «стоячей волны». Стоячие волны в отличие
от бегущих характеризуются закрепленными за определен¬
ными точками линии максимумами — «пучностями» и мини¬
мумами — «узлами» тока и напряжения. Пучности и узлы
распределены по длине линии таким образом: точкам с уз¬
лами тока соответствуют пучности напряжения и наоборот;
следовательно, ток и напряжение в линии сдвинуты по фазе
[на четверть периода. Как видно на рис. 9, этот сдвиг на ли¬
нии выражается в четверть волны.
Двухпроводная линия не излучает, так как поле, образуе¬
мое одним проводом, нейтрализуется полем другого про¬
вода. Чтобы линия излучала, достаточно «раскрыть» ее, как
это показано на рис. 10. В верхней части рисунка (а) пока¬
зана линия в процессе ее преобразования, а под ним (б)
приводится эквивалентная схема.
Получившаяся в результате преобразования антенна но¬
сит название симметричного вибратора или
диполя. Подобный вибратор характеризуется следующими
свойствами. Он является открытой колебательной системой
с распределенными постоянными. При возбуждении колеба¬
ний в вибраторе на нем устанавливается стоячая волна, при¬
чем на концах провода располагаются пучности напряжения
17

Рис. 10. Преобразование линии в антенну
18

и узлы тока. Распределение тока и напряжения по длине
провода зависит от питания вибратора, в частности, от ча¬
стоты переменного тока, с которой работает генератор, пи¬
тающий антенну.
На рис. 11 изображены из числа возможных два случая,
когда на длине вибратора размещены одна и три полу¬
волны.
На практике часто применяется такое возбуждение виб¬
ратора, когда на длине вибратора укладывается одна полу¬
волна; такой вибратор носит название п о л у в о л н о в о г о
Очевидно, в этом случае между геометрической длиной виб¬
ратора и рабочей длиной волны существует такое соотно¬
шение:
X.
1 — -ТГ или А. — 21.
Z	А
Полуволновый диполь — наиболее часто применяемая
форма антенны, особенно в области коротких волн.
Реальная антенна всегда обладает активным сопротивле¬
нием Rj, в котором происходит необратимая потеря мощ¬
ности. Эта теряемая мощность называется мощностью теп¬
ловых потерь, так как ее основная часть расходуется на
нагревание провода антенны, т. е. обращается в тепло. Од¬
19

нако на образование электромагнитного поля затрачивается
также некоторая мощность, которую называют мощностью
излучени; Pi. Следовательно, полная мощность антенны
состоит из суммы полезной мощности и мощности потерь
Очевидно, к. п. д. будет тем больше, чем значительнее
сопротивление излучения превышает сопротивление потерь.
Поэтому антенны изготовляют из бронзовых и красномед-
ных проводников достаточного сечения, чтобы снизить вели¬
чину сопротивлениями. Из конструктивных соображений
иногда антенны изготовляют также из других материалов.
При эксплуатации радиотехнических устройств в боль¬
шинстве случаев антенна размещается на некоторой высоте
над землей, а передатчик и приемник — непосредственно у
земли (в здании, в автомобиле и т. п. ). В этих условиях ока¬
зывается необходимым применять специальные линии, по
которым производится питание передающей антенны или в
случае приема осуществляется отбор энергии из антенны.
Подобные питающие провода носят название фидерных
линий.
Естественно, что при питании антенн стремятся передать
в антенну максимальную мощность, генерируемую передат¬
чиком. Это достижимо при согласовании сопротивлений фи¬
дерной линии и антенны. Здесь речь идет о входном сопро¬
тивлении антенны, т. е. о таком сопротивлении, которое
имеет антенна в точках присоединения ее к фидерной линии.
20
где Rz —то воображаемое сопротивление, на котором за¬
трачивается полезная мощность излучения.
Коэффициент полезного действия антенны (к. п. д. )„
представляющий отношение полезной мощности к полной]
мощности антенны, может быть выражен через отношение сопротивлений
Удобно рассматривать электрические процессы в антенне,
считая, что мощности Pi и Р» затрачиваются в соответ¬
ствующих им сопротивлениях, а полное сопротивление ан¬
тенны состоит из суммы

Входное сопротивление не является постоянной для всех
случаев величиной. Поскольку антенна представляет собой
колебательную цепь, ее входное сопротивление комплексно,
т. е. слагается из активного и реактивного; изменение этих
сопротивлений в зависимости от длины провода антенны,
выраженной в долях длины волны, показано на рис. 12. Этот
график относится к антенне, питаемой в середине, подобно
изображенной на рис. 11, и отдаленной от других антенн и
Рис. 12. Изменение активной и реактивной составляю¬
щих входного сопротивления вибратора
вообще проводников, близость которых в общем случае из¬
меняет входное сопротивление.
Чтобы обеспечить наибольшую передачу энергии в ан¬
тенну, выбирают такую фидерную линию, которая имеет вол¬
новое сопротивление, равное входному сопротивлению ан¬
тенны. При отсутствии этого равенства прибегают к согла¬
сованию входного сопротивления антенны с волновым
сопротивлением фидера.
Как отмечалось выше, существуют антенны направлен¬
ного действия. Направленность действия выражается в том,
что антенна излучает энергию неравномерно в разных на¬
правлениях пространства. Полезно вспомнить устройство и
действие прожектора. Если источник света (дуговую лампу)
прожектора вынуть из арматуры, то свет от такого источ¬
ника будет распространяться одинаково во все стороны и
его можно назвать ненаправленным или всенаправленным.
Благодаря оптической арматуре вся световая энергия может
быть направлена в каком-либо одном направлении и, таким
образом, прожектор становится направленной системой.
Если вообразить некий точечный источник, излучающий
4 В. С. Нелепей
21

электромагнитную энергию, помещенным в пространстве, то
от него энергия будет расходиться равномерно во все сто¬
роны, т. е. по сфере. Но специальные меры позволяют полу¬
чить направленное и даже остронаправленное излучение; эти
свойства антенн будут рассмотрены ниже.
Физический процесс, определяющий направленность дей¬
ствия, заключается в том, что отдельные элементы сложной
антенны или отдельные участки провода простой антенны
при излучении энергии создают поля, которые, складываясь,
Рис. 13. Проведенные через антенну вертикаль¬
ная (а) и горизонтальная (б) плоскости, на кото¬
рых изображены диаграммы направленности
образуют на достаточном расстоянии от антенны суммарное
поле. По некоторым направлениям составляющие поля ока¬
жутся в фазе и сложение их образует. согласованный эффект,
т. е. суммарное поле получается усиленным; по другим на¬
правлениям составляющие поля окажутся не в фазе, сложе¬
ние их не даст согласованного эффекта и в таком направ¬
лении суммарное поле получится ослабленным.
Направленность действия антенны выражается с по¬
мощью характеристик или диаграмм направленности; эти
характеристики могут быть построены в полярных и прямо¬
угольных координатах.
Чтобы характеризовать излучение антенны в простран¬
стве, обычно определяют диаграмму направленности от¬
дельно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. С этой
целью мысленно проводят через антенну (рис. 13) плоско¬
сти и на них наносят характеристику излучения (диаграмму
направленности); в данном случае получаются диаграммы
в полярных координатах. Такая диаграмма приведена на
рис. 14. На ней направления отложены в угловой мере с рас¬
положением антенны в центре сетки, а напряженность поля
22

Рис. 14. Диаграмма направленности в
полярных координатах
отложена по радиусам; соединяя концы радиусов плавной
линией, получим характеристику направленного действия.
Подобная характеристика может быть выражена как в на¬
пряженности поля, так и в мощности.
Пользуясь такой диаграммой, можно определить относи¬
тельную интенсивность излучения в любом направлении. От¬
метим для примера на рис. 14 точку В и проведем из центра
О радиус Ов в на¬
правлении В. Если
принять радиус Оа
в направлении глав¬
ного излучения за
единицу или 100%,
то длина радиуса Ов
сравнительно с ра¬
диусом Оа выразит
интенсивность в на¬
правлении В. В на¬
шем случае длина Ов
составляет 80% от
длины Оа; эта циф¬
ра и характеризует
относительную ин¬
тенсивность в на¬
правлении на точ¬
ку В.
Второй способ
изображения относительной интенсивности в зависимости от
направления, выражаемый в прямоугольных координатах,
заключается в следующем (рис. 15).
По оси абсцисс откладываются углы направления, а по
оси ординат — значение определяемой экспериментально
или подсчитываемой напряженности Е в данном направле¬
нии, отнесенное к максимальному значению Ет. Сравнивая
графики рис. 14 и 15, видим, что как на одной, так и на дру¬
гой диаграмме выражены одни и те же зависимости; одним
и тем же значениям направления на обоих графиках соот¬
ветствуют, например, максимальные или нулевые значения
напряженности поля.
Следует отметить, что результаты, полученные для пере¬
дающих антенн, в частности диаграммы направленности,
можно распространить и на случай применения той же ан¬
тенны для приема (принцип взаимности). Практически это
означает, что, например, пользуясь диаграммой, изображен-
4*
23
ной на рис. 14, можно сказать о приемной антенне, поме¬
щенной в центре О, что передающая станция, находящаяся
в точке А, будет создавать у приемной антенны поле, про¬
порциональное радиусу Оа, а другая станция, находящаяся
в точке В, будет создавать поле, пропорциональное радиусу
Ов. Для оценки направленных свойств разных антенн при-
Рис. 15. Та же диаграмма, что на рис. 14, выраженная
в прямоугольных координатах
меняется коэффициент направленного действия (к. н. д. ) и
коэффициент усиления (к. у. ).
Коэффициент направленного действия, называемый
также выигрышем антенны, является числом, показываю¬
щим, во сколько раз мощность излучения ненаправленной
антенны должна быть больше мощности излучения рассмат¬
риваемой направленной антенны в направлении главного из¬
лучения, чтобы на некотором удалении в месте приема обе
эти антенны создавали одинаковое поле. Выигрыш антенны
принято обозначать буквой G. По аналогии можно сказать,
что прожектор обладает очень высоким значением коэффи¬
циента направленного действия; в самом деле, чтобы со¬
здать такую же освещенность какого-либо предмета на рас¬
стоянии, например, полукилометра, какую образует луч
24

прожектора, нужно поставить на его место лампу в тысячи
раз большей мощности.
Из всего сказанного видно, что антенна с направленным
действием дает определенный экономический эффект, про¬
порциональный коэффициенту направленного действия.
Коэффициентом усиления антенны называется произве¬
дение коэффициентов направленного действия и полезного
действия, т. е. к. у. = к. н. д. х к. п. д.
Как отмечалось в самом начале, в подавляющем числе
случаев направленная антенна радиолокационной станции
работает и на передачу и на прием. Иными словами, в
оценке свойств антенны надо исходить не только из того,
как она излучает электромагнитную энергию, но и как она
ее принимает или поглощает. Вводится понятие о погло¬
щающих свойствах антенны, характеризуемых площадью
поглощения.
Прежде чем перейти к определению этих понятий, рас¬
смотрим картину физических процессов при приеме.
Известно, что радиолокация основана на отражении
целью части падающей на нее энергии. Эта отраженная
энергия рассеивается в окружающем пространстве и ча¬
стично достигает приемной антенны. Здесь с подошедшей к
приемной антенне энергией происходит тот же процесс, что
у цели, а именно: часть энергии отражается обратно в про¬
странство, часть поглощается антенной с последующей пере¬
дачей ее в приемное устройство. Если при отражении энер¬
гии от цели мы заинтересованы в том, чтобы большая часть
ее отражалась в окружающее пространство, то при приеме
энергии антенной мы, естественно, заинтересованы в том,
чтобы большая часть ее была поглощена антенной и пере¬
дана в приемные цепи. Площадь поглощения как мерило
приемных качеств антенны не есть величина постоянная,
присущая тому или иному приемному проводу; приемные
свойства антенны, точнее количество поглощаемой при
приеме энергии, зависят от расположения антенны относи¬
тельно плоскости поляризации электромагнитной волны.
На рис. 16 изображен одиночный диполь, настроенный в
резонанс на падающую на него волну. Если диполь помещен
соответственно поляризации волны, в данном примере вер¬
тикально, площадь поглощения его максимальна. Путем
подсчета можно определить, что в рассмотренном случае
площадь поглощения связана с принимаемой диполем дли¬
ной волны, на которую он настроен, таким соотношением:
Sn = 0, 12X3.
25

Если же ось диполя расположена под некоторым углом
к плоскости поляризации волны, площадь поглощения ока¬
жется меньше; ее среднее значение определится выра¬
жением
Sn ер = 0, 08)А
Сказанное выше позволяет сделать следующее практиче¬
ское заключение. Обычно при работе радиолокационной стан¬
ции стремятся получить принятый сигнал по возможности
более интенсивным. Если передача и прием ведутся на обо¬
собленные антенны, их необходимо располагать в простран¬
стве одинаково, т. е. обе системы вертикально или горизон¬
тально, кроме тех случаев, когда в процессе распростране¬
ния волн их поляризация изменяется.
4. 	ПОЛУВОЛНОВЫЙ вибратор
Полуволновый вибратор — основной элемент сложной
направленной антенны. Он характеризуется следующими
свойствами. При возбуждении вибратора колебаниями, соот¬
ветствующими его собственной длине волны, на длине вибра¬
тора, грубо говоря, располагается половина волны (откуда
возникло и само название). Более детальное исследование
показывает, что фактическая длина вибратора должна быть
взята на 5% меньше половины длины волны, т. е. длина
вибратора составит примерно
для антенн, изготовленных из провода не очень большого
сечения; для антенн большого сечения, например изготовлен¬
ных из полых труб, указанный в этом выражении коэффи¬
циент должен быть уменьшен.
Входное сопротивление полуволнового вибратора весьма
мало; если вибратор достаточно удален от земли и других
проводящих предметов, оно равно 73, 2 ом и имеет чисто ак¬
тивный характер. В полуволновом вибраторе сопротивление
излучения равно по величине входному сопротивлению, от¬
несенному к средней части антенны, т. е. к участку, равно¬
удаленному от ее концов.
Малая величина входного сопротивления полуволнового
вибратора в некоторых случаях облегчает задачу питания
такого вибратора. Если для питания антенны применяется
концентрический фидер, волновое сопротивление которого
имеет величину того же порядка, что и входное сопротивле¬
ние полуволнового вибратора, то питание осуществляется
вразрез, т. е. вибратор делится на две равные части общей
длиной в половину длины волны (рис. 17, а); этот способ
иосит название «питание током».
27

Другой способ питания, носящий название «питания на¬
пряжением», состоит в том. что питающий фидер присоеди¬
няется к одному концу вибратора (рис. 17, б). При этом
необходимо обратить внимание на то, что фидер присоеди¬
няется к вибратору однополюсно; второй неприсоединенный
провод фидера подводится к вибратору на уровне присое¬
диненного провода.
Если для питания полуволнового вибратора применяется
фидерная линия с волновым сопротивлением, отличающимся
от указанного выше значения входного сопротивления виб¬
ратора, то между такой фидерной линией и полуволновым
разрезным вибратором включается согласующий трансфор¬
матор в форме четвертьволнового отрезка линии или же со¬
гласование осуществляется с помощью шлейфов.
Рассмотрим направленное действие полуволнового виб¬
ратора. Расположим (рис. 18) на некотором удалении от
вибратора Ло две приемные антенны Ai и Аг, причем по¬
следнюю разместим под некоторым углом 0 к оси вибра¬
тора Ло. Точки в обеих половинах вибратора Ло направлены
одинаково, как это, например, видно на рис. 3; синфазность
этих токов приводит к образованию в направлении антенны
Л1 суммарного поля, которое количественно приблизительно
равно арифметической сумме полей, образуемых каждой по¬
ловиной вибратора. В направлении антенны Л2, как это по¬
казано на рис. 18, поля половин вибраторов не могут быть
арифметически сложены, так как между ними образуется
разность хода ДХ. Нетрудно себе представить, что эта раз¬
ность хода находится в зависимости от угла 0; если
0 = 90°, то разность хода равна нулю и, наоборот, если
0 = 0, то разность хода равна половине волны, т. е. обе
волны приходят в противофазе.
Рассмотренный пример позволяет сделать важные вы-
28

Рис. 18. Определение направленного действия полуволнового
вибратора в свободном пространстве
воды: наибольшее излучение полуволнового вибратора про¬
исходит в направлении, перпендикулярном к оси вибратора,
или, как называют, в экваториальной плоскости. Излучение
вдоль оси вибратора равно нулю.
Рис. 19. Диаграммы направленности полуволнового
вибратора в полярных координатах:
а — в плоскости, проходящей через вибратор; б — в эквато¬
риальной плоскости
Сказанное может быть представлено диаграммой направ¬
ленности полуволнового вибратора (рис. 19).
Такая диаграмма в полярных координатах в меридиа-
нальной плоскости (проходящей через вибратор) имеет
5 В. С. Нелепец	29
форму восьмерки (рис. 19, а), половины которой близки К
форме окружности, а в экваториальной плоскости — форму
окружности (рис. 19, б).
Совмещение данных этих двух диаграмм дает возмож¬
ность построить пространственную (объемную) диаграмму,
отличающуюся большой наглядностью (рис. 20). Такая диа¬
грамма имеет форму тороида, через центр которого прохо¬
дит ось вибратора.
Как видно, полуволновый вибратор является направлен¬
ной антенной. По сравнению с некоторой воображаемой аб-
Рис. 20. Объемная диаграмма
направленности полуволнового
вибратора
одной точки
солютно ненаправленной (или
лучше сказать всенаправлен¬
ной) антенной, он должен обла¬
дать определенным выигрышем.
Этот выигрыш для полуволно¬
вого вибратора имеет значение
G = 1, 64.
Практически абсолютно не¬
направленных антенн не суще¬
ствует. Теоретически можно
сравнивать направленные свой¬
ства антенн с воображаемым
точечным излучателем, допу-
пространства.
ская, что излучение исходит из
Но поскольку все излучатели
имеют геометрические размеры, отличные от точки, рацио¬
нальнее за эталон для сравнения избрать какую-либо реаль¬
ную антенну, обладающую небольшой и постоянной направ¬
ленностью. Таким эталоном обычно считают полуволновый
вибратор. Напомним, что все полуволновые вибраторы не¬
зависимо от фактических геометрических размеров обла¬
дают совершенно определенными, общими для всех полу¬
волновых вибраторов свойствами, которые рассматриваются
в настоящем разделе.
Необходимо отметить еще одно обстоятельство, связан¬
ное с эксплуатацией радиолокационных антенн, построенных
на полуволновых вибраторах. Известно, что сигнал импульс¬
ной радиолокационной станции состоит не только из колеба¬
ний основной, так называемой несущей частоты, но также
из колебаний, частоты которых составляют широкую полосу
(спектр) боковых частот. В силу этого от антенны требуется,
чтобы она излучала всю совокупность колебаний в пределах
требуемой полосы частот. Если рассматривать полуволно¬
вый вибратор как резонансную колебательную систему, то
30

естественно, что такой вибратор наилучшим образом будет
излучать колебания только одной частоты, именно той, на
которую он настроен. Этого рода резонансные свойства виб¬
ратора можно смягчить, увеличив диаметр провода, из кото¬
рого изготовляется вибратор. На практике вибраторы часто
изготовляются из полой трубки достаточно большого наруж¬
ного диаметра.
Кроме полуволновых вибраторов, изготовленных из оди¬
ночного провода (трубок), радиолокационные антенны
Рис. 21. Петлевой вибратор (шлейф-
антенна):
а — внешний вид; б — распределение тока (стрел¬
ками указано направление тока)
также составляются из двойных вибраторов, имеющих петле¬
образную форму (рис. 21). Вибраторы этого вида, носящие
название шлейф-антенны, имеют перед одиночными вибра¬
торами ряд преимуществ. Нам известно, что на концах оди¬
ночного вибратора расположены пучности напряжения и узлы
тока. Если представить себе, что за этими точками (точки а
на рис. 21, 6) провод вибратора продолжается (как это и
имеет место в шлейф-антенне), то на этой продолжающейся
части направление тока должно измениться. Поскольку в
рассматриваемой конструкции одновременно изменяется и
направление пути тока (провод не продолжается вверх и
вниз за точками а, а после перегиба направляется парал¬
лельно разрезному вибратору), то в обоих вибраторах, раз¬
резном и неразрезном, токи в каждый момент текут в оди¬
наковом направлении, как показано стрелками на рис. 21, 6.
5*	31

Так как создаваемое антенной поле пропорционально силе
тока в антенне, а здесь токи в разрезной и неразрезной ча¬
стях действуют согласованно, то эффективность рассматри¬
ваемого вибратора окажется выше, чем одиночного. Как
было сказано в предыдущем разделе, излучение антенны
характеризуется ее сопротивлением излучения. Шлейф-ан¬
тенна имеет сопротивление излучения Rz = 292, 8 ом, т. е.
в четыре раза больше, чем у одиночного полуволнового виб¬
ратора. Сопротивление излучения шлейф-антенны численно
равно входному сопротивлению, так же как у одиночного
полуволнового вибратора. Если для удобства согласования
необходимо повысить входное сопротивление шлейф-вибра-
тора, то это достигается изготовлением неразрезного вибра¬
тора из трубки большего диаметра, чем разрезного; таким
путем можно повысить входное сопротивление в два раза и
более.
Все сделанные выше рассуждения по поводу свойств
полуволнового вибратора тем более справедливы, чем в
большей мере рассматриваемый вибратор удален от каких-
либо токопроводящих предметов, в том числе и от земли.
Практически вибратор почти всегда находится в сфере дей¬
ствия других вибраторов, металлических предметов и пр.,
оказывающих влияние на его работу, в том числе на на¬
правленность излучения, величину сопротивления излучения
и другие параметры. Влияние земли и окружающих антенну
токопроводящих предметов заключается в том, что под дей¬
ствием отраженной от этих предметов энергии в антенне
индуктируются дополнительные напряжения, меняющие кар¬
тину распределения тока и напряжения вдоль вибратора.
Влияние земли на вибратор может быть пояснено мето¬
дом геометрической оптики, в котором влияние земли
сравнивается с влиянием второго
вибратора, расположенного от пер¬
вого вибратора на расстоянии, в два
раза большем, чем расстояние рас¬
сматриваемого вибратора до земли.
Поместим два вибратора на не
слишком большом расстоянии 2А
один от другого (рис. 22), меньшем
длины волны. Пусть вибратор / воз¬
буждается от источника, т. е. по
нему перемещаются заряды (течет
ток). По законам электростатиче¬
ской индукции в вибраторе II по¬
32

явятся заряды и будут также перемещаться, но в противо¬
положном направлении.
Положение не изменится, если использовать только один
вибратор, расположив его горизонтально на высоте /г над
землей (рис. 23, а). Проводимость земной поверхности не
всюду одинакова, величина ее имеет разное значение в зави¬
симости от состава почвы и ее состояния, например влаж-
Рис. 23. Направление токов в вибраторе и его
зеркальном изображении при горизонтальном (а)
и вертикальном (б) расположениях вибратора
ности; однако это влияет лишь на количественную сторону
процесса. В принципе же почти всегда мы можем предста¬
вить себе, что заряды в вибраторе, подобно только что рас¬
смотренному примеру, вызывают появление в земле индукти¬
рованных зарядов противоположного знака, и тем самым
оказывается возможным вообразить себе помещенное
в земле зеркальное изображение расположенного над по¬
верхностью вибратора; это зеркальное изображение пред¬
ставляется помещенным на глубине h от поверхности земли,
т. е. полное расстояние между реальным вибратором и его
зеркальным изображением будет, как и в предыдущем при¬
мере, равно 2/г. Мы должны обратить внимание на то, что
в наших примерах токи в вибраторе II и в зеркальном изо¬
бражении вибратора имеют обратное направление относи¬
33

тельно токов в возбуждаемом вибраторе. Будем называть,
такие вибраторы противофазными.
Пользуясь тем же методом, рассмотрим процессы в вер¬
тикально расположенном вибраторе и его зеркальном изо¬
бражении (рис. 23, 6). Метод зеркального изображения,
полностью справедливый для горизонтально расположенного
вибратора, приемлем и к вертикальному вибратору с ого¬
воркой, что сопротивление земли принимается весьма ма¬
лым или же вибратор расположен над металлической
поверхностью (корпус самолета, палуба корабля). Пусть
в рассматриваемый момент реальный вибратор имеет в
верхней части положительный заряд, а в нижней части,
обращенной к поверхности земли, — отрицательный. Тогда
в зеркальном изображении па конце, обращенном к поверх¬
ности, будет индуктироваться положительный заряд, а на
конце, находящемся на большей глубине, — соответственно
отрицательный. Очевидно, направление токов в реальном
вибраторе и в его зеркальном изображении будет одинако¬
вым. Такие вибраторы будем называть синфазными.
Если рассматривается вибратор, расположенный не вер¬
тикально и не горизонтально, а под некоторым углом к го¬
ризонту (отличным от 0 до 90°), то направление тока в зер¬
кальном изображении такого вибратора можно определить
следующим способом. Действительное направление тока в
вибраторе надо разложить на две составляющие: вертикаль¬
ную и горизонтальную. Направление токов в изображении
Рис. 24. Зависимость сопро¬
тивления излучения полуволно¬
вого вибратора от высоты
(выраженной в длинах волн)
его расположения над землей
определится как равнодейству¬
ющая горизонтальной и вер¬
тикальной составляющих, при¬
чем горизонтальная составляю¬
щая изображения противопо¬
ложна по направлению го¬
ризонтальной составляющей ви¬
братора, а вертикальная со¬
ставляющая изображения имеет
то же направление, что и вер¬
тикальная составляющая в ви¬
браторе.
Влияние близости земли на
горизонтально расположенную
антенну сказывается на вели¬
чине ее сопротивления излуче¬
ния, которое меняется в до¬
34

вольно широких пределах в зависимости от расстояния, от¬
деляющего антенну от земли. На рис. 24 показано, как
изменяется сопротивление излучения полуволнового вибра¬
тора с изменением высоты его подвеса над землей. Можно
отметить, что такое изменение сопротивления излучения
происходит вокруг некоторого значения, равного сопротив¬
лению излучения уединенного вибратора, т. е. свободного
от влияния земли.
Влияние, оказываемое другими вибраторами на возбу¬
ждаемый вибратор, рассматривается на конкретном при¬
мере многовибраторной антенны в следующем разделе.
Диаграммы направленности в вертикальной плоскости
Рис. 25. Диаграммы направленности горизонтального вибратора,
помещенного на разных высотах h над землей
вибратора, расположенного горизонтально вблизи поверх¬
ности земли, показаны на рис. 25; они отличаются от рас¬
смотренной выше диаграммы направленности вибратора в
свободном пространстве.
Для определения характера диаграммы направленности
используем также метод геометрической оптики.
Обратившись к рис. 23, а и б, вообразим в некотором
удалении от вибраторов точку, расположенную на поверх¬
ности земли. Понятно, что такая точка окажется равноуда¬
ленной от вибратора и его зеркального изображения. В эту
точку будут приходить излучения от вибратора и от его изо¬
бражения. Так как горизонтальный вибратор и его изобра¬
жение составляют противофазную систему, то создаваемые
ими поля в рассматриваемой точке, расположенной на по¬
верхности земли, будут взаимно сдвинуты по фазе на 180°.
Вертикальный вибратор, образующий со своим зеркальным
изображением синфазную систему, дает в рассматриваемой
точке согласованное поле. Это позволяет сделать весьма
важный вывод. В направлении вдоль горизонта горизонталь¬
ный вибратор, расположенный вблизи земной поверхности,
не дает никакого излучения. Этот вывод не должен привести
нас к ложному заключению, что низкорасположенные цели
не будут обнаруживаться. радиолокационной станцией.
35

Второй вывод таков: вертикальный вибратор образует в
горизонтальном направлении главное излучение.
Справедливость применения воображаемого зеркального
изображения в определении характера направленного излу¬
чения вибратора под влиянием земли проследим на рис. 26.
Здесь в точке А показан помещенный на высоте h горизон¬
тальный противофазный вибратор; его излучение рассматри¬
вается в направлении точки Р под углом а к горизонту.
Энергия приходит в направлении точки Р двумя путями:
прямым лучом, идущим из Л, и отраженным, который про¬
ходит путь АМР, отразившись от земной поверхности
в точке М. Из построения видно, что отраженный луч можно
представить исходящим из точки Б, где мыслится вообра¬
жаемое зеркальное изображение; такой луч пройдет путь
БМР. Следует, однако, учесть, что этот путь равен пути пря¬
мого луча лишь в том случае, если точку Р поместить на по¬
верхности земли, т. е. при а = 0. Для всех других значений
угла а, т. е. когда точка Р приподнята над землей, путь
отраженного луча всегда больше на величину отрезка БВ,
которую мы обозначим через ДХ. Эта величина играет важ¬
ную роль, поскольку в точку Р приходят прямой и отра¬
женный лучи (рис. 26) и поле в этой точке определяется их
суммарным действием, т. е. величина поля зависит от интер¬
ференции энергий, доставляемых прямым и отраженным лу¬
чами.
36

Из треугольника АБВ можно определить, что
△X = 2Л sin а.
Следовательно, величина ДХ прямо зависит от высоты под¬
веса вибратора над землей. Это обстоятельство имеет очень
большое значение для работы антенных устройств радиоло¬
кационных станций, использующих отраженный от земли
луч.
• Выбирая то или иное значение высоты Л, можно сосредо¬
точить главное излучение под нужным углом 0 или, что то
же самое, под требуемым углом места цели а, являющимся,
как видно из рис. 26, дополнительным, т. е. а0 == 90° — О’.
Приведенные нами рассуждения относятся к случаю
идеального отражения от земли, при котором фаза отра¬
женной волны в точке М изменяется на 180°; нетрудно убе¬
диться в том, что в таком случае прямой и отраженный лучи
окажутся в фазе в точке Р, если величина ДХ будет равна
половине длины волны.
Как изменятся полученные результаты для реальной
почвы, не обеспечивающей идеального отражения? Этот во¬
прос нас интересует в свете требований, предъявляемых в
руководстве службы к позиции радиолокационной станции.
Перенесем наши рассуждения на случай приема отра¬
женного от цели сигнала; построение рис. 26 остается в силе,
изменяется лишь направление движения энергии (на ри¬
сунке новое направление изображено пунктирной стрелкой),
а в точке А помещается приемный вибратор.
В некоторых станциях метрового диапазона при опреде¬
лении угла места цели прием прямого и отраженного от
земли лучей производится на две разнесенные по высоте го¬
ризонтальные антенны (помещенные, например, в точки А
и А1, рис. 26). Если предположить, что в точке М земля
отражает идеально, т. е. фаза при отражении изменяется на
180°, а множитель, характеризующий отражение с количе¬
ственной стороны, равен единице, то вдоль любой вертикали,
например вертикали х — у, по которой размещены точки А
и А1, взаимодействующие прямой и отраженные лучи обра¬
зуют постоянное распределение поля по длине, подобно
стоячей волне, показанной на рис. 9. Это обстоятельство и
положено в основу определения угла места цели сравнением
силы приема двумя антеннами, расположенными на разных
высотах.
Мы видели, что свойства антенн могут быть представ¬
лены диаграммами направленности, аналогичными изобра¬
37

женным на рис. 25. Подобные диаграммы для реальных ра¬
диолокационных антенн будут показаны в разделе 6. По та¬
ким диаграммам производится калибровка станции по углу
места; если в ходе эксплуатации диаграмма антенны изме¬
нится по каким-либо причинам, то калибровка нарушится.
В самом деле, если представить себе, что множитель отра¬
жения для точки М на рис. 26 и фаза изменили свое значе¬
ние, то распределение поля вдоль вертикали х—у также
Рис. 27. Зависимость направления главного излучения
от высоты подвеса вибратора над землей
изменится, а следовательно, соотношение силы приема
в точках Л и Л1, имевшееся при первоначальной калибровке,
теперь нарушится.
Исследования различных почв показали, что их электри¬
ческие свойства (проводимость и диэлектрический коэффи¬
циент) в довольно широких пределах изменяются в зависи¬
мости от состава почвы и степени ее влажности.
Естественно, что в процессе приема участвует не ка¬
кая-то одна точка М, а некоторая площадка под антенной.
Убедиться в этом можно, обратившись к рис. 26: если изме¬
нить угол а, то точка М также изменит свое положение.
Практически площадка отражения вокруг приемной антенны
определяется радиусом в несколько десятков метров.
38

На рис. 27 показана подсчитанная по вышеприведенной
формуле зависимость направления главного излучения
(угла ®°) от высоты подвеса вибратора, выраженной в отно¬
шении у. Для вертикального вибратора может быть сде¬
лано построение, подобное изображенному на рис. 26, с уче¬
том соответствующих фазовых соотношений.
5. СЛОЖНЫЕ АНТЕННЫ
В технике метровых волн под сложными антеннами пони¬
маются многовибраторные антенны, представляющие собой
системы, составленные из некоторого числа полуволновых
вибраторов. Как в приемных устройствах повышение селек¬
тивности по частоте достигается использованием многокон¬
турных систем, так в общем случае большая пространствен¬
ная селективность в антенных устройствах достигается при¬
менением многовибраторных систем.
При составлении сложных антенн применяются вибра¬
торы, которые можно разбить на две группы: активные
и пассивные. Активными вибраторами называют те из
них, которые возбуждаются от генератора, иными словами,
образуют собственное электромагнитное поле. К пассивным
вибраторам относят такие, которые не имеют непосредствен¬
ного соединения с передатчиком, а входя в систему вибра¬
торов, возбуждаются за счет поля близко расположенных
активных вибраторов.
Роль активных вибраторов ясна из предшествующего
изложения. Что же касается пассивных вибраторов, то они
выполняют вспомогательные задачи и используются для
управления диаграммой направленности.
Необходимо указать на различие между пассивным ви¬
братором и приемной антенной, о которой было упомянуто в
предыдущем параграфе. Приемная антенна должна воз¬
можно более полно поглощать энергию и передавать ее
приемным цепям, а пассивный вибратор должен большую
часть энергии отражать в нужном направлении.
Рассмотрим два вибратора (рис. 28), расположенных на
расстоянии четверти волны один от другого. Для простоты
условимся считать, что вибраторы не имеют потерь и свя¬
заны исключительно за счет электромагнитного воздействия.
Вибратор А — активный, он возбуждается генератором
40

и излучает. Излучаемая вибратором А энергия достигает
вибратора Б. Поскольку последний расположен на расстоя¬
нии Х/4, то поле, образуемое вибратором А вблизи вибра¬
тора Б, будет отставать по фазе на четверть периода, т. е.
на 90°. Под влиянием этого поля в вибраторе Б потечет ток,
который по общим правилам будет отставать по фазе от
поля на полпериода, т. е. на 180°. В свою очередь ток в пас¬
сивном вибраторе Б будет причиной излучения им энергии.
Рис. 28. Система, составленная из активного и пассив¬
ного вибраторов
Энергия, излучаемая вибратором Б, так же как энергия от
вибратора А, распространяется по всем направлениям, в том
числе по направлениям ОМ и ON. Распространяющаяся в на¬
правлении ОМ энергия от вибратора Б подойдет к вибра¬
тору А, снова пройдя расстояние, равное Х/4. Следовательно,
эта энергия образует поле, отстающее по фазе на четверть
периода или на 90°.
Теперь необходимо суммировать рассмотренные отстава¬
ния по фазе при распространении волны от вибратора Б
в обоих направлениях ОМ и ON. В направлении ОМ вблизи
вибратора А рассматриваемая волна претерпела простран¬
ственное отставание два раза по 90°. Кроме того, в самом
вибраторе Б произошло отставание на 180°; итого фаза
волны, образованной вибратором Б у вибратора А, сдвинута
относительно собственной волны вибратора А на 360°. Это
означает, что в направлении ОМ за вибратором А поле бу¬
дет формироваться из двух излучений, находящихся в фазе.
Следовательно, в направлении ОМ пассивный вибратор спо¬
собствует образованию поля примерно удвоенной интенсив¬
ности.
Рассуждая таким же образом и сопоставляя фазы излу¬
чений, образуемых вибраторами А и Б в направлении ON,
можно убедиться, что в этом направлении волны будут
41

взаимно сдвинуты по фазе на 180°, т. е. находиться в про¬
тивофазе, и поле в направлении ON за вибратором Б будет
равно нулю.
В результате совместного действия двух вибраторов,
одного активного, другого пассивного, расположенных один
от другого на расстоянии, равном четверти длины волны,
образуется однонаправленное излучение системы в направ¬
лении активного вибратора, т. е. направлении, противопо¬
ложном тому, в котором находится пассивный вибратор.
Последний благодаря этому представляется играющим роль
зеркала, отбрасывающего энергию в направлении активного
вибратора. Такой пассивный вибратор называется ре¬
флектором.
В вышеприведенных рассуждениях о процессах в системе
с пассивным вибратором были допущены некоторые упро¬
щения, в частности, система рассматривалась как не имею¬
щая активного сопротивления и не принималась во внима¬
ние потеря амплитуды тока при возбуждении пассивного
вибратора; кроме того, отставания по фазе учитывались
кратными точно 90°. На практике процессы хотя и в неболь¬
шой степени, но все же будут отличаться от рассмотренных;
поэтому обычно применяют ряд искусственных мер, приво¬
дящих систему в состояние, соответствующее рассмотрен¬
ному; эти практические меры будут рассмотрены ниже, на
конкретном примере одного из видов сложной антенны.
Практически в антеннах радиолокационных станций в ка¬
честве рефлектора используются пассивные вибраторы.
Однако познакомимся кратко с влиянием активного вибра¬
тора на излучение системы, в которую он входит; это облег¬
чит нам в дальнейшем понять процесс излучения энергии
более сложными антеннами.
Рассмотрим, какую диаграмму направленности в гори-
42

зонтальнои плоскости в зависимости от фазы питания ви¬
браторов образует система, составленная из двух вертикаль¬
ных вибраторов, расположенных на расстоянии, равном по¬
ловине длины волны. Пусть вибраторы возбуждаются в фазе
(рис. 29). Поле в любой точке
вибраторы, будет результатом
сложения излучений каждого
вибратора. Вдоль линии NN,
все точки которой равноуда¬
лены от обоих вибраторов, бу¬
дет направлено главное излуче¬
ние системы. Наоборот, во всех
точках, лежащих на линии ММ,
на которой расположены вибра¬
торы, излучения от обоих виб¬
раторов будут в противофазе и
вычитаться, так как в простран¬
стве эти вибраторы смещены на
расстояние 2/2. Следовательно,
от более удаленного вибратора
излучение будет достигать точ¬
ки приема с запаздыванием в
полпериода. В итоге следует
сказать, что система двух син¬
фазных вибраторов, располо¬
женных на расстоянии полу¬
волны один от другого, дает на¬
правленное излучение по линии,
перпендикулярной к линии, про¬
ходящей через оси вибраторов.
Если эту же систему вибра¬
торов питать в противофазе, то
вдоль линии ММ (рис. 30) дей¬
пространства, окружающего
Рис. 30. Диаграмма направ¬
ленности в горизонтальной
плоскости системы двух
вертикальных вибраторов,
возбуждаемых в противо¬
фазе
ствия обоих вибраторов будут согласованно складываться.
В самом деле, излучение от более удаленного вибратора бу¬
дет приходить в точку приема с запаздыванием на полволны,
что соответствует сдвигу по фазе на 180°. Вместе с тем, по¬
скольку вибраторы противофазные, токи в них (а следова¬
тельно, и их излучения) сдвинуты по фазе на 180°. Эти два
сдвига образуют результирующий сдвиг на 360° или, что то
же самое, равный нулю; иными словами, оба вибратора со¬
здают в направлении ММ поле максимальной интенсивности.
В направлении NN сумма излучений, имеющих противо¬
положные знаки, в результате вычитания даст поле нулевой
43

интенсивности. В итоге следует заключить, что система двух
противофазных вертикальных вибраторов, расположенных
на расстоянии полуволны один от другого, дает направлен¬
ное излучение вдоль линии, проходящей через оси вибра¬
тора.
Система из двух горизонтальных полуволновых вибрато¬
ров также обладает направленным действием. Два таких ви¬
братора, разнесенных на одну длину волны, показаны на
рис. 31. Питание их производится в противофазе. Рассуждая
так же, как и в отношении вертикальных вибраторов, можно
прийти к выводу, что в направлениях ММ и NN система не
образует излучения, так как любые точки, лежащие на на¬
правлении NN, равноудалены от противофазных вибраторов,
а в точках, лежащих по линии ММ, поле будет равно нулю
за счет свойств одиночного вибратора. В области, прилежа¬
щие к линии ММ, приходят два противофазных излучения,
сдвинутых в пространстве на одну длину волны; их сумма
образует в этой области также поле нулевой интенсивности.
Рассмотренные примеры двухвибраторных систем пока¬
зывают, что форма диаграммы направленности в горизон¬
тальной плоскости определяется следующими факторами:
а)	расположением вибраторов в пространстве и их
взаимным положением;
44

б)	расстоянием (в длинах волн) между вибраторами;
в)	фазовыми соотношениями питания каждого вибра¬
тора.
Диаграмма направленности в вертикальной плоскости,
кроме того, определяется отражением от земли, связанным
с высотой подвеса вибраторов над поверхностью земли. Для
одиночного вибратора это было показано на рис. 25.
Попутно можно отметить, что к числу методов, обеспечи¬
вающих направленное излучение, принадлежит возбуждение
антенн высшими гармониками, т. е. применение антенн, гео¬
метрическая длина которых больше рабочей длины волны и
кратна целому числу полуволн. Однако этот метод дает в
диаграмме направленности большое число боковых лепест¬
ков, на долю которых приходится значительная часть излу¬
чаемой мощности; такой недостаток ограничивает практиче¬
ское использование гармониковых антенн для формирования
остронаправленного излучения.
Таким образом, система двух вертикальных вибраторов
не решает полностью задачи направленного излучения. Если
необходимо направить излучаемую энергию в каком-либо
одном направлении, то рассмотренные системы антенн, бу¬
дучи двунаправленными, позволяют направить в этом на¬
правлении лишь половину энергии, а вторая половина, излу¬
чаемая в диаметрально противоположном направлении,
теряется бесполезно. Следовательно, к упомянутым выше
трем факторам следует добавить четвертый, а именно: при¬
менение рефлектора.
Выводы, сделанные относительно двух вибраторов, спра¬
ведливы и для антенн, составленных из большего числа ви¬
браторов. Увеличение числа элементов антенны повышает
направленность действия и излучаемую мощность.
На рис. 32 для примера дается сравнение диаграмм на¬
правленности сложных антенн, составленных из двух, трех
и четырех вибраторов, расположенных в один ряд вдоль ли¬
нии АБ. Что же касается мощности, излучаемой антенной
с п вибраторами по сравнению с мощностью одновибратор¬
ной антенны, то тут не существует прямой зависимости, т. е.
нельзя сказать, что излучаемая мощность п-вибраторной
антенны в п раз больше одновибраторной. Дело в том, что
в многовибраторной антенне наблюдается взаимное влияние
вибраторов друг на друга, вызывающее понижение вели¬
чины сопротивления излучения каждого из входящих в си¬
стему вибраторов.
Необходимо отметить, что многовибраторные антенны
45

наряду с преимуществами обладают и существенным недо¬
статком: в диаграмме излучения, кроме главного лепестка,
появляются еще боковые лепестки (см. рис. 32). Это про¬
исходит потому, что, так же как в главном направлении,
складываются излучения всех вибраторов, в каких-то на¬
правлениях происходит суммирование излучений лишь неко¬
торых вибраторов, частично компенсируемое излучением
Рис. 32. Зависимость формы диаграммы направленности
сложных антенн от числа вибраторов
других вибраторов, чем и объясняется меньшая интенсив¬
ность боковых лепестков по сравнению с главным. Появле¬
ние боковых лепестков рассматривается как явление отрица¬
тельное по той причине, что часть излучаемой энергии кон¬
центрируется не в требуемом направлении главного ле¬
пестка, а в боковых лепестках; такое распределение излу¬
чаемой энергии по направлениям может служить причиной
ошибок в радиолокации при определении направлений,
если цель будет отражать энергию не главного, а бокового
лепестка. В то же время при отражении целью энергии глав¬
ного лепестка возможно отражение от каких-либо других
объектов, порождаемое боковыми лепестками. Такое отра¬
жение засоряет экран индикатора, создает дополнительные
помехи. Следовательно, появление боковых лепестков в диа¬
грамме направленности антенны снижает помехозащищен¬
ность радиолокационной станции.
При многолепестковой диаграмме излучения интенсив¬
ность боковых лепестков оценивается отношением квадратов
амплитуд напряженности поля наибольшего бокового ле¬
пестка и главного лепестка; это отношение выражается в
процентах. Естественно, что при конструировании радиоло¬
46

кационных антенн стремятся к понижению величины отно¬
шения за счет уменьшения числа боковых лепестков и соот¬
ветствующего подбора питания.
При устранении боковых лепестков следует учитывать,
что уменьшение величины отношения квадратов амплитуд
связано с увеличением ширины главного лепестка, что,
естественно, невыгодно; поэтому при регулировке антенны
приходится искать некото¬
рый оптимум между боль¬
шим коэффициентом на¬
правленности и малым
боковым излучением.
В практике широко
применяются антенны
двух типов. Первые пред¬
ставляют собой простран¬
ственные системы или по¬
лотна из большого числа
вибраторов, вторые — ан¬
тенны типа «волновой ка¬
нал». Конструктивно од¬
нонаправленные полотна
выполняются в форме ме¬
таллического экрана с
установленными на нем
полуволновыми вибрато¬
рами (рис. 33). Эти ви¬
браторы располагаются в ряд по нескольку штук, а ряды —
этажами. Как было сказано в предыдущем разделе, в
середине длины вибратора находятся пучность тока
и узел напряжения. Вибраторы крепятся к экрану на метал¬
лических стойках, как показано на рис. 34. Практически
Рис. 34. Крепление вибратора на экране
47

геометрическая длина вибраторов несколько меньше полу¬
волны, так как полуволне должна соответствовать электри¬
ческая длина. Значение последней определяется рядом фак¬
торов, как-то: расстоянием между соседними вибраторами,
расстоянием до экрана, диаметром вибраторов.
Поскольку вся конструкция подобной антенны для метро¬
вых волн представляет значительное по размерам сооруже¬
ние, металлический экран изготовляют не из листового ма¬
териала, а из сетки, натянутой на каркас, к которому также
крепятся вибраторы. Это, во-первых, снижает общий вес
всего устройства, а во-вторых, сильно понижает сопротив¬
ляемость ветру.
В зависимости от выбранной поляризации вибраторы
располагаются в вертикальной плоскости вертикально или
горизонтально в ряд, составляя, как принято называть, один
этаж.
Большее число вибраторов, расположенных в ряд, дает
более резко выраженную концентрацию излучаемой энергии
в заданном направлении. Это справедливо для горизонталь¬
ного и, следовательно, для вертикального ряда вибраторов.
Размещая вибраторы в ряд по этажу и располагая один
этаж над другим, можно повышать эффект концентрации
энергии в узкий луч. Этот путь приводит нас к многоэтаж¬
ной антенне, показанной на рис. 33.
Принцип направленного излучения такой антенны осно¬
ван на синфазном излучении, образуемом совместно всеми
вибраторами. Поскольку направленное действие всех вибра¬
торов одинаково, то в направлении, перпендикулярном к
плоскости полотна, излучения их сложатся и составят об¬
щий луч шириной в несколько градусов.
Большое значение имеет питание вибраторов многоэтаж¬
ной антенны. На рис. 35, а приведена схема включения ви¬
браторов в системе из четырех этажей, по четыре вибратора
в каждом этаже. Здесь применено питание напряжением,
подводимым к концам вибраторов фидером со стоячей вол¬
ной.
Для обеспечения необходимой фазы присоединения ви¬
браторов к фидерной линии должно быть сделано в строго
определенных точках. Выясним положение этих точек на
длине незамкнутой фидерной линии по рис. 35, б. Два полу¬
волновых синфазных вибратора присоединены в точках а—а
к концу фидерной линии, где расположена пучность напря¬
жения. Нетрудно видеть, что на фидере будет ряд точек с
пучностью напряжения, отстоящих одна от другой на длине,
48

равной полуволне. Однако в точках с пучностью напряжения
будет через каждые полволны чередоваться полярность
(знаки) напряжения, и чтобы удовлетворить требование
фазы питания, надо подключать вибраторы соответственно
к точкам a1, а2 и т. д.; эти точки синфазны. Чтобы выдер¬
жать требуемые фазовые соотношения, вибраторы подклю¬
а
Рис. 35. Питание
чаются по длине фидерной линии через каждые полволны,
но провода фидерной линии перекрещиваются, как это пока¬
зано на рис. 35, а.
Все сказанное относительно разомкнутой на конце фи¬
дерной линии (рис. 35, б) остается верным применительно
к линии, замкнутой на конце (рис. 35, в) четвертьволновым
шлейфом.
Возможен другой способ питания многовибраторной ан¬
тенны — при помощи фидера с бегущей волной. Известно,
что в фидерной линии устанавливается режим бегущих волн,
если конец линии нагрузить на сопротивление, равное волно¬
вому сопротивлению этой линии; таким нагрузочным сопро¬
тивлением может, в частности, быть полуволновый вибратор
с сопротивлением излучения К»
Представим себе один этаж сложной антенны, состоя¬
щий, например, из четырех полуволновых вибраторов
(рис. 36). Участок фидера 1, питающий вибратор IV, также
как подобные участки, питающие вибраторы I, II и III,
имеет волновое сопротивление, равное входному сопротивле¬
49

нию вибратора RBX, которое, как было сказано, равно со¬
противлению излучения вибратора Rs,. Два таких участка
фидеров, питающих вибраторы III и IV (или соответственно
I и II), соединяются последовательно и присоединяются
к участку фидера 2, который должен иметь волновое сопро¬
тивление в два раза больше, т. е. 2Rs. Участки 2 в свою
очередь соединяются параллельно и присоединяются к уча¬
стку фидера 3, который должен иметь волновое сопротивле¬
ние в два раза меньше, чем участки 2, т. е. сопротивле¬
ние R. Таким образом, комбинируя последовательные и
параллельные соединения нагрузок, можно поддерживать в
фидерной линии режим бегущих волн.
В качестве одной из разновидностей питания рассмотрим
антенную систему, показанную на рис. 37, а. Она состоит из
семи синфазных полуволновых вибраторов, расположенных
в горизонтальный ряд. Питание подводится лишь к среднему
вибратору вразрез. Вибраторы разделены между собой
шлейфами, назначение которых состоит в следующем. При
питании среднего вибратора вразрез, т. е. током, на концах
вибратора образуются пучности напряжения (стоячая
волна). Этим напряжением и питаются соседние вибраторы,
с которых напряжение передается в следующие вибраторы,
и, наконец, оно достигает крайних вибраторов. Поскольку
вибраторы полуволновые, необходимо учесть, что фазы то¬
ков в вибраторах, непосредственно примыкающих один к
50

другому (рис. 37, б), будут  сдвинуты на 180°, т. е. такой ряд
вибраторов составит переменно-фазную систему. Поскольку
задача заключается в получении ряда синфазных вибрато¬
ров, то все вибраторы ненужной фазы надо «перепустить»,
чтобы они не создавали противофазного излучения. В рас¬
сматриваемой системе «ненужные» вибраторы заменены
шлейфами, которые представляют собой согнутые вибра¬
торы, образующие короткие двухпроводные линии. С одной
стороны, как известно, такие линии не дают излучения,
с другой стороны, на таком шлейфе располагается половина
волны и, следовательно, следующий за шлейфом вибратор
возбуждается в той же фазе, что и предыдущий. Таким
образом, применение шлейфов обеспечивает синфазное воз¬
буждение всех вибраторов системы.
Практически подобные шлейфы снабжаются короткоза-
мыкающими перемычками, передвигая которые можно до¬
биться настройки шлейфа в резонанс точно на половину
длины волны; однако принципиально возможно применение
51

шлейфов, не имеющих замыкания на конце, по типу незам¬
кнутых отрезков линий.
Принципиально возможно заменить шлейфы катушками
индуктивности; тогда система приобретает вид, показанный
на рис. 37, в.
Многовибраторные синфазные антенны в форме полотна
(решетки) с соответствующими пассивными рефлекторами
имеют эффективную площадь поглощения, почти равную, но
всегда меньше действительной площади решетки. То же
можно сказать относительно суммарной мощности, излучае¬
мой всеми вибраторами сложной многовибраторной антенны.
Как отмечалось выше, не существует прямой зависимости
между увеличением числа вибраторов и повышением излу¬
чаемой мощности вследствие взаимного влияния, оказывае¬
мого каждым из вибраторов на сопротивление излучения
прочих вибраторов, входящих в данную систему. Рассмот¬
рим это явление на антенне, изображенной на рис. 35, а.
Как и в системе связанных близко расположенных конту¬
ров, здесь все вибраторы связаны общим электромагнитным
полем. Поскольку мощность излучения зависит от напряжен¬
ности поля всех зарядов, действующих в данном участке
пространства, то можно с количественной стороны рассма¬
тривать процесс так, будто сопротивление излучения каж¬
дого из вибраторов системы как бы слагается из двух со¬
ставляющих: собственного сопротивления и наведенного;
последнее, в частности, для случая, когда рассматриваются
синфазные вибраторы с равными токами, называется
взаимным сопротивлением излучения. По
значениям полных собственных и взаимных сопротивлений
излучения рассчитываются входное сопротивление и ток
сложной антенны в целом.
Обозначим взаимные сопротивления цифровыми индек¬
сами соответственно номерации вибраторов, данной на
рис. 35, а. Тогда наведенное сопротивление в первом ви¬
браторе под действием, например, второго вибратора обо¬
значится R1,2. Пользуясь такими обозначениями, можно со¬
противление излучения вибратора 1 записать так:
Сопротивления остальных вибраторов запишутся таким же
образом.
52

Абсолютные значения взаимных сопротивлений синфаз¬
ной системы определяются расстоянием, разделяющим каж¬
дую пару рассматриваемых вибраторов. Это расстояние
определяет также сдвиг фаз между собственным полем ви¬
братора и полем, наводимым на нем другим вибратором.
Такой сдвиг фаз в общем случае может отличаться от 90° и,
следовательно, наводимое поле может быть разложено на
активную и реактивную составляющие. Первая идет на обра¬
зование дополнительного эффекта излучения, причем знак
этой составляющей зависит от расстояния, разделяющего
вибраторы.
Следовательно, слагающие взаимных сопротивлений,
выписанные в правой части вышеприведенного уравнения,
могут иметь и положительный и отрицательный знаки; вели¬
чина их может быть также различной. Отсюда окончатель¬
ные значения сопротивлений излучения вибраторов 1, 2
и т. д., т. е. величины Ri, R>	 и т. д., могут оказаться
меньше собственного сопротивления излучения каждого ви¬
братора в отдельности.
Методика расчета сопротивления излучения сложных
антенн приведена в книге В. В. Татаринова «Коротковолно¬
вые направленные антенны», Связьтехиздат, 1933 г.
Чтобы составить представление о степени изменения ве¬
личины дополнительного (наведенного) сопротивления в за¬
висимости от взаимного размещения вибраторов, на рис. 38
приведен график, заимствованный из упомянутой книги
В. В. Татаринова.
Если полотно расположено вблизи земли, а также снаб¬
жено полотном рефлекторов, то вышеприведенное выраже¬
ние сопротивления излучения одного вибратора должно
быть дополнено членами, отражающими взаимные сопро¬
тивления рассматриваемого вибратора и вибраторов по¬
лотна рефлекторов, а также зеркальных изображений всех
вибраторов.
Познакомимся с процессами, вызванными влиянием
земли на диаграмму излучения сложной антенны. В боль¬
шинстве случаев полотна многовибраторных антенн распо¬
лагаются недалеко от поверхности земли; поэтому, кроме
прямого луча, некоторая часть энергии образует луч, отра¬
женный от земли. Таким образом, напряженность поля
у цели будет определяться интерференцией излучений, при¬
шедших двумя путями. Необходимо учесть, что в реальных
условиях отражение от земли происходит с некоторой поте¬
рей амплитуды и, кроме того, с изменением фазы. В резуль-
53

Рис. 38. Дополнительное сопротивление излуче¬
ния системы двух синфазных полуволновых ви¬
браторов. Вверху справа показано их взаимное
положение в пространстве

тате интерференции поле в некотором удалении будет иметь
неоднородную структуру.
Если определить интенсивность излучения сложной ан¬
тенны под разными углами к горизонту и по этим данным
построить диаграмму направленности в вертикальной пло¬
скости, то такая диа¬
грамма не будет иметь
форму одного лепестка,
как для вибратора в сво¬
бодном пространстве, а
приобретет многолепестко¬
вый характер, как пока¬
зано на рис. 39. Эта диа¬
грамма характеризует из¬
лучение горизонтально по¬
ляризованной антенны,
изображенной на рис. 37, а
при горизонтальном рас¬
положении ее на высоте,
Рис. 39. Лепестковая диаграмма
направленности сложной антенны
в вертикальной плоскости
равной примерно 4Х.
Исследования показывают, что для данной длины волны
чем больше высота расположения антенны Ад над землей,
тем более прижат к горизонту первый лепесток диаграммы.
В общем случае угол, под которым расположен первый ле¬
песток, пропорционален величине — Ад. От высоты Ад
зависит также число лепестков диаграммы; увеличение Ад
приводит к увеличению числа лепестков.
Рассмотренные в этом параграфе сложные антенны в
форме полотен или решеток обладают высоким направлен¬
ным действием при относительно малой интенсивности бо¬
ковых лепестков. В качестве примера можно указать, что
антенна, приведенная на рис. 35, а (ее внешний вид изобра¬
жен на рис. 33), обладает выигрышем G = 400. Если ан¬
тенна применяется на станции с излучаемой мощностью
в импульсе, например, Рд = 75 кет, то благодаря направ¬
ленному действию такая антенна концентрирует в направле¬
нии цели эффективную импульсную мощность
Очевидно, что для антенны, показанной на рис. 33, выигрыш
должен быть еще раз учтен при приеме, если падающая на
приемную часть антенны энергия сохраняет нужную поля¬
ризацию.
55

К отрицательным чертам рассмотренного типа антенн
следует отнести большие габариты и вес, затрудняющие
эксплуатацию в том случае, если требуется вращать ан¬
тенну.
Кроме разобранных выше антенн, широко применяются
многовибраторные антенны типа «волновой канал», назы¬
ваемые также «директорными», образующие узкий луч элек¬
тромагнитного излучения.
Конструктивно такая антенна (рис. 40) состоит из рамы
с укрепленными в ней полуволновыми вибраторами, из ко-
Рис. 40. Антенна типа «волновой канал» («директорная»)
торых один является активным и с помощью фидерной ли¬
нии соединен с передатчиком. Остальные вибраторы пассив¬
ные и предназначены для направления излучаемой актив¬
ным вибратором энергии. На рисунке изображено четыре
пассивных вибратора; в реальных антеннах радиолокацион¬
ных станций число пассивных вибраторов может достигать
шести, а в случаях, требующих значительного сужения угла
раствора диаграммы направленности, — и намного более.
Из известных на практике директорных антенн наибольшее
число пассивных вибраторов равнялось 28. Один из них
служит рефлектором. В редких случаях применяют не¬
сколько рефлекторов, располагаемых треугольником.
Процессы, связанные с действием рефлектора, были рас¬
смотрены выше (см. рис. 28). В данном случае действие
рефлектора обеспечивает однонаправленность излучения.
Вибраторы, расположенные по другую сторону активного
вибратора, носят название директоров. Они служат для
56

концентрации энергии в направлении, противоположном ре¬
флектору.
Совместное действие рефлектора и директоров образует
однонаправленное излучение в форме узкого луча.
В чем же различие действия рефлектора и директоров?
Как было показано выше, ток в рефлекторе опережает по
фазе ток в активном вибраторе. В директорах ток должен
отставать по фазе от тока в активном вибраторе, причем
это отставание должно иметь в каждом директоре свое зна¬
чение, зависящее от места директора в системе.
Эффект концентрации энергии в заданном направлении
системой директоров основан на следующих явлениях.
Пусть в первом директоре ток отстает на одну четверть
периода, во втором — на две четверти, в третьем — на три
четверти и т. д. Излучения, образованные таким рядом ди¬
ректоров, благодаря сдвигу токов во времени и сдвигу ди¬
ректоров в пространстве придут в некоторую точку, нахо¬
дящуюся вне системы в фазе, т. е. сложение этих излучений
образует в данном направлении поле большой интенсив¬
ности.
Требуемое отставание или опережение тока по фазе в
пассивных вибраторах достигается их соответствующей на¬
стройкой, которая основывается на следующем. Решающее
значение имеет геометрическая длина вибратора. Вибратор
длиной несколько более половины волны, имея входное со¬
противление с преобладающей индуктивностью, обеспечит
отставание тока. При длине вибратора, меньшей половины
длины волны, входное сопротивление будет иметь емкост¬
ный характер, что обеспечит опережение тока.
Основываясь на этом, в антеннах типа «волновой канал»
используются не точно полуволновые вибраторы, а укоро¬
ченные и удлиненные. Размеры вибраторов выбираются
примерно в следующих пределах. Активный вибратор де¬
лается на 3—4% короче половины длины волны, дирек¬
торы — до 15% короче половины длины волны и рефлек¬
тор— на 2—10% больше половины длины волны. Расстоя¬
ние между рефлектором и активным вибратором берется
равным 0,25Х или несколько меньше, а между директо¬
рами— 0,1X или несколько больше. Как видим, данные
о размерах даются приблизительные и это не случайно.
Как указывалось выше, в многовибраторной антенне на¬
блюдается влияние каждого вибратора на все остальные.
В антенне типа «волновой канал» это влияние сказывается
в том, что собственная волна каждого вибратора зависит от
57

его положения. Для каждого положения в свою очередь тре¬
буется получить в вибраторе совершенно определенный
сдвиг фаз, обеспечивающий необходимый выигрыш в нуж¬
ном направлении и подавление излучения в противополож¬
ном направлении. Таким образом, в решении вопроса о по¬
ложении вибраторов в антенне типа «волновой канал» учи¬
тываются следующие данные: фазовые соотношения для
обеспечения требуемого сопротивления излучения и концен¬
трации энергии в нужном направлении, резонансная длина
вибратора, взаимодействие вибраторов. Задача усложняется
еще и тем, что оптимальное положение и настройка вибра¬
тора (директора) для обеспечения наибольшего выигрыша
в нужном направлении не совпадают с оптимальным поло¬
жением для максимального подавления излучения в обрат¬
ном направлении.
Все вместе взятое приводит к сложным аналитическим
зависимостям и потому на практике после установки при¬
близительного положения вибраторов переходят к настройке
всей системы в режиме передачи или приема.
В рассмотренной системе активным вибратором может
служить петлеобразный вибратор (шлейф-антенна), даю¬
щий большее значение входного сопротивления (см. раз¬
дел 4). Питание активного вибратора производится обычно
двухпроводным фидером и осуществляется вразрез (током).
Антенна типа «волновой канал» при большом числе ди¬
ректоров дает острую диаграмму направленности, угол ра-
58

створа которой доходит до 25—15°. Предельной является
конструкция, содержащая 27 директоров. Ее диаграмма на¬
правленности показана на рис. 41, а. Для сравнения на
рис. 41, 6 показана диаграмма направленности полотна
многовибраторной антенны, рассмотренной выше (рис. 33).
Диаграмма построена по полю, т. е. на ней на горизонталь¬
ной плоскости отложены под разными углами соответствую¬
щие им значения напряженности поля.
Через точки А и Б, соответствующие
70% от максимального излучения (в
главном направлении), проведены пря¬
мые ОА и ОБ, образующие угол с вер¬
шиной О, где мыслится расположенной
антенна. Этот угол составляет 30°. Та¬
ким образом, оценивается ширина диа¬
граммы направленности.
Ширину диаграммы направленности
можно связать с площадью поглоще¬
ния. Для этого необходимо построить
диаграмму направленности по мощно¬
сти. С этой целью на горизонтальной
плоскости под разными углами откла¬
дываются соответствующие им значе¬
ния излучаемой мощности (рис. 42).
Угол раствора этой диаграммы прово¬
дится по точкам половинной мощности.
Если этот угол в градусах обозначить
0°, а площадь поглощения в метрах обозначить А, то
связь между ними можно записать таким выражением
Рис. 42. Диаграм¬
ма направленности
антенны в гори¬
зонтальной пло¬
скости (по мощ¬
ности)
где X — длина волны в метрах.
Благодаря своей компактности антенны типа «волновой
канал» применяются в тех случаях, когда по условиям экс¬
плуатации антенна должна быть подвижной, например в
станциях кругового и секторного обзора.
6. СВЕДЕНИЯ О РАДИОЛОКАЦИОННЫХ АНТЕННАХ
Конструктивные данные и электрические параметры
антенн радиолокационных станций в полной мере опреде¬
ляются назначением станции и ее тактико-техническими
требованиями.
Однако существуют общие черты, характеризующие
антенны радиолокационных станций.
Самое назначение антенны — излучать прямой (зонди¬
рующий) импульс в нужном направлении и вести прием
отраженного от цели сигнала — указывает на первую общую
черту — направленное действие.
Второй характерной чертой является требуемая поляри¬
зация образуемых антенной электромагнитных волн При
конструировании антенного устройства предусматривают по¬
ляризацию, обеспечивающую наибольшую интенсивность
отражения от тех целей, на которые рассчитывается данный
тип радиолокационной станции.
Третьей чертой является достаточная ширина полосы; это
требование повышается с уменьшением длительности им¬
пульса. У антенн типа «волновой канал» полоса пропуска¬
ния меньше, чем у решеток из полуволновых вибраторов.
Ширина полосы пропускания частот играет существенную
роль потому, что импульсный сигнал имеет широкий частот¬
ный спектр; если в каком-либо звене радиолокационной
станции (в приемнике, антенне и пр. ) произошло бы благо¬
даря неполному пропусканию сужение полосы частот, то это
отразилось бы вредно на качестве работы станции, в част¬
ности, на точности определения координат цели.
В наземных станциях дальнего обнаружения зачастую
применяется метровый диапазон; такие станции уступают
станциям сантиметрового диапазона лишь в случаях, когда
по условиям эксплуатации приходится ограничивать раз¬
меры антенны или требуется получить особенно высокую
60

точность. Однако высокая точность связана с очень узким
лучом, при котором могут возникнуть затруднения в поиске
цели.
В антеннах метровых волн требования к малой ширине
луча противопоставлены габаритным требованиям. Чем уже
необходим луч, тем шире должно быть полотно полуволно¬
вых вибраторов; однако сужение луча главного лепестка со¬
провождается увеличением числа боковых лепестков.
Точность пеленга тем выше, чем острее направленность
антенны. Направленность приемной антенны, кроме того,
увеличивает отношение сигнала к помехе. Это, естественно,
распространяется и на общую антенну, работающую в ре¬
жиме приема. В режиме передачи направленность также
скажется, поскольку от нее зависит амплитуда полезного
сигнала.
Антенна сама по себе служит источником шумов; это
наиболее ощутимо для волн, превышающих 3 м. Речь идет
не об атмосферных, индустриальных и подобного рода по¬
мехах, а о шумах, вызванных тепловым движением
частиц вещества и свободных зарядов. Известно, что тепло¬
вые шумы возникают в элементах схемы приемника, в элек¬
тронных лампах и т. п., но они поступают на вход прием¬
ника и из антенны. Поскольку усиление каскадов приемника
радиолокационной станции имеет весьма большую величину,
то и шумы, порождаемые антенной, также подвергаются многократному усилению. В результате они становятся
оптически различимыми на индикаторе станции. Тепловые
шумы, поступающие из антенны на вход приемника в
форме э. д. с. шумов, составляются, во-первых, из э. д. с.,
образующихся в самой антенне, т. е. порождаемых упомя¬
нутым выше тепловым движением в сопротивлении
антенны Ra. Во-вторых, антенна принимает тепловое излу¬
чение из пространства.
Собственно э. д. с. шумов антенны определяется темпера¬
турой пространства, в котором находится антенна; теорети¬
чески, если бы охладить антенну до температуры, близкой к
абсолютному нулю, то можно было бы устранить эту состав¬
ляющую э д. с. шума. Что же касается шумовых э. д. с.,
возбуждаемых в антенне внешним пространством, то они
своим происхождением обязаны радиоизлучениям Солнца и
Галактики. Эти излучения приходят на землю с хаотически
распределенными фазами и воспринимаются антенной и
приемником в виде шумов. Шумы, порождаемые внеземными
источниками, занимают довольно широкий спектр частот,
61

ограничиваемый областью прозрачности земной атмосферы
и ионосферы, называемой «окном прозрачности для радио¬
волн». Границы этого окна соответствуют длинам волн при¬
мерно 0, 25 см и 20 м.
Э. д. с. шумов антенны зависит от ее направленности; при
высокой направленности шумовые э. д. с. меньше, так как
в этом случае антенной захватывается меньший телесный
угол. Замечено, однако, что антенна с высокой направлен¬
ностью, ориентированная в направлении определенных
участков неба, принимает с этих направлений значительные
шумовые излучения.
Рассмотрим антенные устройства некоторых радиолока¬
ционных станций метрового диапазона, имеющих различное
назначение.
Многие наземные станции метровых волн работают с ис¬
пользованием отраженного от земли луча. Как было выяс¬
нено выше, прямая и отраженная от земли волны на некото¬
ром удалении образуют результирующее поле; в определен¬
ных точках пространства поле будет приблизительно
удвоенным, в других — близко к нулю, что и описывается
диаграммой лепесткового характера в вертикальной плоско¬
сти (см., например, рис. 39). Использование отражения от
земли приводит к увеличению дальности действия радиоло¬
кационной станции, причем сигнал вблизи земли при верти¬
кальной поляризации бывает больше, чем при горизонталь¬
ной; это верно для антенн, расположенных вблизи земли.
В то же время при горизонтальной поляризации вертикаль¬
ная диаграмма содержит более ярко выраженные провалы
между лепестками. Если антенна расположена на высоте,
равной одной длине волны, то оба вида поляризации дают
в отношении дальности одинаковые результаты. При уста¬
новке антенны на высоте, равной нескольким длинам волн,
горизонтально поляризованная волна у земли образует поле
большей интенсивности, чем при вертикальной поляризации.
Антенная система стационарной радиолокационной стан¬
ции дальнего обнаружения самолетов изображена на
рис. 43. Антенное устройство имеет основание (пьедестал) и
собственно антенну —- подвижную металлическую конструк¬
цию, на которой размещены вибраторы, фидерные линии и
элементы коммутации. Подвижная часть антенного устрой¬
ства связана с пьедесталом пустотелым вертикальным ва¬
лом, сквозь который проходит трехпроводная концентриче¬
ская питающая линия. Вокруг этого вала происходит враще¬
ние подвижной части антенного устройства по азимуту. По
62

углу места антенна не перемещается. Полотно антенны со¬
ставлено из 96 полуволновых активных вибраторов, разме¬
щенных в 8 этажах по 12 вибраторов в каждом. Рефлекто¬
ром является проволочная сетка. Антенна служит для пере¬
дачи и приема. Она питается по коаксиальной фидерной ли¬
нии, внутрь которой для улучшения изоляции подается сжа¬
тый осушенный воздух под давлением около трех атмосфер.
Рис. 43. Внешний вид антенного устройства станции дальнего
обнаружения
В месте передачи энергии во вращающуюся часть передаю¬
щий и приемный коаксиалы переходят в трехпроводную
коаксиальную конструкцию, в которой внешний и средний
провода составляют передающую линию, а средний и внут¬
ренний — приемную.
Как видно из рис. 43, полотно антенны делится на две
половины — верхнюю и нижнюю. Каждая половина состоит
из двух секций, включающих по два этажа вибраторов; та¬
ким образом, всего имеется четыре секции — А, В, С и D.
При помощи переключающих устройств эти секции сое¬
диняются в нужные комбинации для передачи и приема.
Для передачи верхняя и нижняя половины включаются или
в фазе, или в противофазе. Изменение излучения от переклю-
63

чения фазы иллюстрируется рис. 44; как видно, простран¬
ственное положение диаграмм таково, что они перекрывают
друг друга и тем самым «провалы» между лепестками путем
переключения устраняются.
Кроме того, при передаче излучение может вестись
только с секцией А и В, питаемых или в фазе, или в проти¬
вофазе.
Для определения высоты цели по углу места при приеме
необходимо иметь возможность сравнивать интенсивность
отраженных сигналов, вос¬
принятых отдельными сек¬
циями антенного устройства.
Разная интенсивность при¬
нимаемого отраженного сиг¬
нала получается потому, что
секции, расположенные на
разной высоте, принимают
одновременно два сигнала;
один, распространяющийся
по прямой от цели, и вто¬
рой — отраженный от земли.
Разность этих двух путей за¬
висит от высоты, на которой
расположена приемная ан¬
тенна, и от угла, под кото¬
рым волна отраженного сиг¬
нала падает на антенну. Для сравнения сигналов попере¬
менно включаются верхняя и нижняя полуантенны. В таком
же порядке попеременно можно включать секции А и В.
Кроме того, имеется возможность включить на работу одну
нижнюю полуантенну или же всю антенну в целом (верх¬
нюю и нижнюю половины одновременно).
Перечисленные переключения секций осуществляются
специальной коммутационной системой (диодными переклю¬
чателями, реле и др. ), расположенной на вращающейся
части антенного устройства.
При эксплуатации станции, например, в случае сильного
ветра или необходимости ремонта, полотно антенны можно
опускать с помощью специальной лебедки.
Примером совместного использования нескольких дирек-
торных антенн служит антенная система легкой станции
кругового обзора.
Рассматриваемая система состоит из четырех директор-
ных антенн, размещенных попарно в двух этажах. Размеще¬
Рис. 44. Диаграммы излучения
в вертикальной плоскости при
синфазном и противофазном
питании полуантенн
64

ние вибраторов в каждой антенне и геометрические размеры
их, выраженные в долях длины волны, показаны на рис. 45.
Вибраторы изготовлены из латунной трубки с внешним диа¬
метром 9, 5 мм. Они укреплены на оцинкованной трубе диа¬
метром 31, 75 мм.
Активный вибратор выполнен в виде петлеобразной кон¬
струкции (шлейф-антенны) и имеет, как было сказано
в разделе 4, по сравнению с одиночным полуволновым ви¬
братором учетверенное сопротивление излучения и такое же
Рис. 45. Устройство и размеры одной антенны станции кругового
обзора
входное сопротивление. Последнее обстоятельство в рас¬
сматриваемой антенной системе играет существенную роль,
так как позволяет питать все четыре антенны в параллель
от общего фидера.
Остальные пять вибраторов — один рефлектор и четыре
директора — пассивные.
Все четыре антенны имеют одинаковое устройство и
электрические данные и, как указывалось выше, составляют
общую конструкцию антенной системы, показанной на
рис. 46. Расстояние по горизонтали между двумя антеннами
в каждом этаже составляет 1, 28л, а расстояние по вертикали
между этажами—1, 4Х. Нижний этаж расположен на вы¬
соте 1, 9Х над поверхностью земли.
Во время работы вся конструкция антенного устройства
вращается электродвигателем вокруг вертикальной оси со
скоростью 6 об/мин. Для ведения наблюдения в пределах
определенного сектора электродвигатель отключается и вра¬
щение производится с помощью штурвала вручную. Враще¬
ние антенной системы используется для определения ази¬
мута.
65

Для определения угла места применяется синфазное и
противофазное включение питания этажей. Переключение
питания приводит к изменению диаграмм направленности в
вертикальной плоскости, о чем сказано ниже.
Одна антенна с размерами и расположением вибраторов,
показанными на рис. 45, имеет в горизонтальной плоскости
Рис. 46. Общая конструкция антенного
устройства станции кругового обзора
диаграмму направленности, изображенную на рис. 47 пунк¬
тирной линией. Совместное излучение двух таких антенн,
расположенных этажами, показано на том же рисунке
сплошной линией; диаграмма направленности получается
более острой, примерно такую же форму диаграммы сохра¬
няет и вся антенна.
На форму диаграммы направленности в вертикальной
плоскости оказывают влияние следующие факторы: высота
расположения каждого этажа антенны над землей, прово¬
димость и диэлектрический коэффициент почвы под антен¬
ной и вокруг станции, способ питания антенн (синфазное
или противофазное питание). Диаграммы направленности в
66

вертикальной плоскости для верхней и нижней антенн при¬
ведены на рис. 48. Очевидно, совместное излучение обеих
антенн и образует результирующее поле; поэтому сложение
диаграмм, изображенных на рис. 48, а и б, даст суммарную
диаграмму направленности в вертикальной плоскости при
синфазном питании этажей, а вычитание (разность) тех же
диаграмм — при противофазном питании.
Рис. 47. Диаграммы направленности в го¬
ризонтальной плоскости:
1 — одной директорией антенны; 2 — двух таких
антенн
Сравнение диаграмм рис. 48, а и б показывает, что сов¬
местное излучение верхнего и нижнего этажей в значитель¬
ной мере устраняет «провалы» в вертикальной диаграмме
направленности.
Образование узкого канала излучения использованием
совместного действия нескольких директорных антенн
встречается в радиолокационной практике нередко. Уста¬
новка для радиолокационного наблюдения над Луной
в Джодрелл Банк имела антенную систему, состоящую из
67

Рис. 48. Диаграммы направленности этажей
антенны в вертикальной плоскости.
а — для верхней антенны; б—для нижней антенны
68

пяти директорных антенн, расположенных в двух этажах —
две антенны в первом этаже и три во втором. Каждая из
антенн состояла из активного петлеобразного вибратора,
рефлектора и четырех директоров. Эта система работала на
волне 4, 2 м и обладала шириной диаграммы направленности
около 16°. Рассматриваемая система была смонтирована на
поворотном устройстве.
Рис. 49. Система директорных антенн, установ¬
ленных на прожекторе
Существуют современные радиопеленгаторные установки
с системой директорных антенн, напоминающие известные
радиопрожекторные станции, подобные изображенной на
рис. 49. Здесь две верхние антенны Ai и Аг — передающие.
Остальные четыре служат для приема, из них две азиму¬
69

тальные— Л3 и Л4 и две угла места—As и Ав. Прием ве¬
дется по равносигнальной зоне, для чего приемные антенны
попарно коммутируются.
Современная радиолокация развивается в направлении
все более высоких частот; в этом смысле переход от метро¬
вых и дециметровых волн к сантиметровым вполне логичен.
Беглое сопоставление позволяет установить недостатки
и преимущества сравниваемых диапазонов.
Одним из решающих обстоятельств при таком сопостав¬
лении являются свойства антенного устройства. При прием¬
лемых габаритах антенны метрового диапазона в большин¬
стве случаев дают диаграммы направленности с шириной
угла раствора не ниже 10—20°. Как следствие, при широких
углах неизбежно формирование диаграмм излучения лепест¬
кового характера с «провалами», так как при широких диа¬
граммах неминуемо отражение от земли (рис. 50). Помимо
Рис. 50. Влияние отражения от земли при широкой
и узкой диаграмме излучения
этого, при широких диаграммах не удается с высокой точ¬
ностью определять угол места, разрешающая способность
также получается невысокой. Известно также, что с увели¬
чением ширины диаграммы уменьшается помехоустойчи¬
вость. Метровые волны распространяются за пределами ви¬
димого горизонта, что для радиолокационных сигналов имеет
большое практическое значение. Нельзя пройти мимо и того
обстоятельства, что в диапазоне метровых волн не наблю¬
дается отражение от осадков (дождь, снег и пр. ), т. е. на
экране индикатора не создаются помехи этого рода.
Что же касается диапазона сантиметровых волн, то ан¬
тенные устройства этого диапазона обеспечивают получение
70

значительно более острой диаграммы направленности; угол
раствора таких диаграмм не превосходит нескольких граду¬
сов, а в отдельных случаях доходит и до долей градусов.
Естественно, что в этих условиях точность определения угло¬
вых координат и разрешающая способность могут быть по¬
лучены достаточно высокими. Формирование диаграммы на¬
правленности происходит без сколько-нибудь заметной роли
земной поверхности.
В итоге можно сказать, что хотя диапазон сантиметро¬
вых волн и располагает рядом неоспоримых преимуществ,
в силу которых развитие радиолокационной техники идет в
направлении все более высоких частот, было бы ошибочным
думать о вытеснении техникой сантиметровых волн техники
метровых волн. Отмеченные выше положительные черты
этого диапазона оставляют за ним возможность некоторых
перспектив в будущем.
СОДЕРЖАНИЕ
1. 	Общие сведения об антеннах

2. 	Излучение электромагнитной энергии антенной	 3
3. 	Основные свойства и параметры антенны	 6
4. 	Полуволновый вибратор	  *6
5. 	Сложные антенны	 $7
6. 	Сведения о радиолокационных антеннах	 ^0
60
ТОВАРИЩИ ЧИТАТЕЛИ!
С заказами на библиотеку
«Радиолокационная техника»
обращайтесь в магазины
военторгов «Военная книга».
Свои отзывы и пожелания
по библиотеке «Радиолокационная
техника» просьба направлять
по адресу: Москва, К-9,
Тверской бульвар, 18.
Управление
Военного Издательства
Нелепей Василий Станиславович
АНТЕННЫ МЕТРОВЫХ ВОЛН
Редактор инженер-майор Карусь А. П.
Технический редактор Медникова А. Н. 	Корректор Мурашка С.
Сдано в набор 24. 05. 57 г. 	Подписано к печати 14. 11. 57~? —
Формат бумаги 84х108'/ю 2'/, печ. л. 3, 69 усл. печ. л. 3, 581 уч. -изд. л. г.
Г-32673.
Военное Издательство Министерства обороны Союза ССР
Москва, Тверской бульвар, 18.
Изд. № 5/8005. 	Зак. 425.
1-я типография имени С. К. Тимошенко
Управления Военного Издательства Министерства обороны Союза ССР
Москва, К-6, проезд Скворцова-Степанова, дом 3.
Цена 1 р. 25 к.
библиотека „РАДИОЛОКАЦИОННАЯ ТЕХНИКА"
В помощь офицерам, связанным с эксплуатацией
радиотехнических средств, Военное издательство
выпускает библиотеку «Радиолокационная техника».
Эта библиотека может быть также использована ши¬
роким кругом читателей, желающих подробно озна¬
комиться с работой отдельных узлов и элементов
радиотехнических станций.
ВЫШЛИ ИЗ ПЕЧАТИ.
К. Н. ТРОФИМОВ. Радиолокация.
С И. БЫЧКОВ. Магнетрон.
3. Э. АШ. Реле.
И. А. ЛЫКОВ. Координаты, определяемые радиолока¬
тором.
Б. Ш ГОРИН. Индикаторы дальности.
В. И БЕКЕТОВ. Антенны сверхвысоких частот.
М. А. СОКОЛОВ. Преобразователи частоты.
Г. Д. ЗАВАРИ И. Усилители.
НАМЕЧЕНЫ К ИЗДАНИЮ
1. 	Линии передачи.
2. 	Волноводы.
3. 	Объемные резонаторы.
4. 	Антенные переключатели.
5. 	Управление диаграммами направленности.
6. 	Распространение радиоволн.
7. 	Электронные лампы.
8. 	Газоразрядные приборы.
9. 	Выпрямительные устройства.
10. 	Формирование импульсов.
II. 	Генераторы несинусоидальных колебаний.
12. 	Импульсные передатчики УКВ.
13. 	Клистрон
14. 	Лампы обратной и бегущей волны.
15	Регулировка усиления и АПЧ
16. 	Синхронно-следящие устройства.
17. 	Развертки индикаторов.
18. 	Индикаторы направления.
19. 	Помехи радиолокации и борьба с ними.
20	Технические данные радиолокационной станции.
21	Электротехнические измерения.
22. 	Электронный осциллограф
23. 	Электронно-лучевая трубка

Цена 1 р. 25 к.
-»' умЖЕ(^1*тд|1И11м • водно-пит
' Уголок радиоспортсмена j
АНТЕННА РАДИОСТАНЦИИ
И. КАЗАНСКИЙ (UA3FT)
В каждом хобби е<Ль не<
только положительные,'
радостные стороны,
но и отрицательные — ис¬
точники забот и огорчений. У
автомобилиста это — ус¬
тройство гаража, у рыболо¬
ва — поиск богатых рыбой
водоемов, а у радиолюби¬
теля-коротковолновика — ус¬
тановка антенны.
Антенна — это и объект
постоянных мечтаний (вот
сделать бы такую, чтобы все
отвечали с первого вызова!),
и причина неприятных объяс¬
нений с домоуправом. Уди¬
вительная вещь: право на лю¬
бительскую радиостанцию мы
приобретаем одновременно с
получением от имени Ми¬
нистерства связи СССР со¬
ответствующего разрешения,
а вот право на установку ан¬
тенны надо еще «завоевы¬
вать!. Нередко приходится
выслушивать замечания, воо-
( ДЦ Жт?вам нарЛж-
ная антенна — я и на ком¬
натную слушаю весь мир!».
Действительно, так ли уж
она нужна? Ведь нет же ни¬
какой проблемы с другими
I	устройствами: приемниками,
I	телевизорами? И совершен-
1	но верно, что на комнатную,
1	а то и встроенную в прием-
1	ник магнитную антенну мож-
|	но принимать весь мир. Но
именно — принимать! Антен¬
на же любительской радио¬
станции прежде всего пере¬
дающая, т. е. излучающая,
преобразующая энергию вы¬
сокочастотного сигнала пе¬
редатчика в энергию электро¬
магнитного поля. И от того,
какая часть этой энергии до¬
стигает корреспондента, за¬
висит. состоится связь или
нет. Это значит, что антенна
должна иметь высо¬
кий КПД — преобразовы¬
вать энергию с минимальны¬
ми потерями и направлять ее
в нужном направлении.
Перед приемной антенной
особенно строгих требований
не ставится: если КПД не
высок, в большинстве случаев
это можно скомпенсировать
увеличением усиления прием-
нйка. Хотя, с другой сторо¬
ны, эффективная антенна
даст выигрыш и при приеме:
позволит увеличить отноше¬
ние сигнала к шуму, отстро¬
иться от приходящих с других
направлений помех. Поэтому
очень часто радиолюбители
используют одну и ту же
антенну и для передачи,
и для приема, коммутируя ее
электромагнитным реле. Вы¬
ручает известный из теории
антенн принцип взаимности:
параметры антенны в обоих
случаях одинаковы.
Радиотехника всего за
несколько десятилетий прош¬
ла сказочный путь миниа¬
тюризации. На смену громад¬
ным ящикам ламповых прием¬
ников пришли крошечные
'коробочки "ппаратов на мик-
росхемах, стали обыденным
явлением портативные маг¬
нитофоны, телевизоры, тран¬
сиверы. А антенны любитель¬
ских радиостанций остались
в лучшем случае тех же раз¬
меров, что и на заре радио.
«В лучшем случае» — это
потому, что зачастую новые,
более эффективнее антенны
превосходят габаритами те,
которыми радиолюбители
пользовались раньше.
В чем здесь причина? Ока¬
зывается. в числе факторов,
от которых зависит КПД
антенны, на первом месте сто¬
ят ее размеры. Чтобы это
прочувствовать, обратимся
к рис. 1, который очень упро¬
щенно поясняет принцип об¬
разования излучающей ан¬
тенны. Ее прообразом слу¬
жит разомкнутая на конце
двухпроводная линия
(рис. 1, а), вдоль которой
возникают узлы и пучности
тока и напряжения — так
называемая стоячая волна.
В этом случае в пространст¬
ве между проводами имеется
электромагнитное поле. Ес¬
ли же мы разведем провода
линии в стороны (рис. 1,6),
поле станет распространять¬
ся в пространстве — будет
происходить излучение элек¬
Рис. 1
тромагнитной энергии. Для
эффективного излучения эне¬
ргии обшая длина двух прово¬
дов должна быть не менее
половины длины волны. Вот
и подсчитайте: длина волны
в диапазоне 3,5 МГц равна
примерно 80 м,— значит, ан¬
тенна никак не может быть
короче 40 м. Кстати, такая
антенна называется полувол¬
новым диполем (диполь пото¬
му, что в ней используются
два провода).
Были предприняты попыт¬
ки уменьшить геометрические
размеры включением элемен¬
тов с сосредоточенными по¬
стоянными (конденсаторов
и катушек). Размеры-то, дей¬
ствительно, уменьшались, но
одновременно падала (доста¬
точно резко) эффективность
антенны. Зато трудности
настройки, наоборот, зна¬
чительно возрастали, антен¬
на становилась узкополос¬
ной. Поэтому укороченные
антенны не получили распро¬
странения, тем более среди
начинающих коротковол¬
новиков.
Если вблизи антенны нахо¬
дятся какие-нибудь метал¬
лические предметы, замет¬
ная часть энергии будет
расходоваться на наведение
в них токов, превращение в
бесполезное тепло. Поэто¬
му передающую антенну на¬
до стремиться поднять как
можно выше над крышей,
землей, удалить ее от про-
водйв и мечентоаканствуъ
ции здания.
Существенным парамет¬
ром передающей антенны
является ее направлен¬
ность — свойство, характе¬
ризующее способность не
рассеивать энергию во все
стороны (что в большинстве
случаев является попросту
бесполезным и даже вред¬
ным — с точки зрения со¬
здания помех другим стан¬
циям), а передавать ее в
нужном направлении. Это
свойство можно иллюстри¬
ровать (как уже неодно¬
кратно делалось в других
статьях по антеннам) ана¬
логией со светом: чтобы
осветить удаленный пред¬
мет, потребуется мощная
электролампа. Тот же эффект
даст маломощная лампочка
карманного фонарика, снаб¬
женная концентрирующим
свет рефлектором. Чйсло,
показывающее, во сколько
раз отличаются величины
энергии в обоих случаях,
будет равно коэффициенту
ВДДНО- 1АЧМ1АЯШИМ • ВДДНО- НАЧМ1АКШИМ • ВОДНО-НАЧПАОДММ • ВОДНО-NA4NIAI
34
РАДИО № 10, 197» г. ф

направленного действия ан¬
тенны — КНД. Полуволновый
диполь излучает максимум
энергии под углом 90° к своей
оси и практически не излу¬
чает вдоль нее. Если ан¬
тенну подвесить параллель¬
но земле, то диаграмма ее
направленности в горизон¬
тальной плоскости будет
представлять собой восьмер¬
ку (рис. 2,а). В вертикаль¬
ной же плоскости диаграм¬
ма будет формироваться как
излучением самой антенны,
так и отражением от по¬
верхности земли, поэтому
для разных высот подвеса Й
(выраженных в долях длины
волны /.) диаграммы окажут¬
ся различными (рис. 2,6,в,г).
С полуволновым диполем
часто сравнивают другие,
более сложные антенны. Чис¬
ло, показывающее, во сколь¬
ко раз надо уменьшить мощ¬
ность передатчика при заме¬
не диполя на данную антен¬
ну для обеспечения той же
напряженности поля в месте
ОКО-НАЧИНАЮЩИМ •
приема, называется коэф¬
фициентом усиления антен¬
ны. Он прямо пропорцио¬
нален ее КПД и КНД.
Полуволновый диполь до¬
статочно популярен среди
радиолюбителей. Его при¬
меняют и в качестве само¬
стоятельной антенны, и как
элемент более сложной ан¬
тенной системы.
Как правило, размещают
антенну на некотором уда¬
лении от передатчика, по¬
этому для передачи к ней
энергии (питания антенны)
приходится применять фи¬
дер — линию, которая долж¬
на передавать энергию с ми¬
нимальными потерями и без
излучения. Чаще всего фи¬
дер работает в режиме бе¬
гущей волны — без пучно¬
стей тока и напряжения.
Для этого его волновое со¬
противление должно быть
равно входному сопротивле¬
нию антенны. Равенства со¬
противлений добиваются
подбором типа фидера или
применением различных со¬
гласующих элементов.
Входное сопротивление
антенны зависит от места
включения фидера, напри¬
мер, точно в середине полу¬
волнового диполя оно со¬
ставляет примерно 75 Ом.
Фидер с бегущей волной
может быть произвольной
длины, потери в нем отно¬
сительно невелики, он не тре¬
бует настройки при изме¬
нении частоты. Однако в не¬
которых случаях может ока¬
заться более удобным ис¬
пользовать фидер со стоя¬
чей волной, который не тре¬
бует тщательного согласо¬
вания сопротивлений.
Фидер со стоячей волной
5*11“°	вдотли
мой антенны, выполненной
в виде двух параллельных
проводов (как на рис. 1,а).
В этом случае поля, созда¬
ваемые обоими проводами;
компенсируют друг друга, и
фидер не излучает. Однако
применение подобного фи¬
дера обычно заметно услож¬
няет согласующее устройст¬
во у передатчика.
Надо оговориться, что гео¬
метрическая длина антенны
и фидера со стоячей волной,
измеряемая в долях длины
волны, оказывается несколь¬
ко меньшей ее электриче¬
ской длины, определяемой
из электрических измерений
(например, по резонансной
частоте). Эту разницу в дли¬
нах характеризует так назы¬
ваемый коэффициент укоро¬
чения. Физический смысл
укорочения состоит в сле¬
дующем. Длину волны мы
определяем как частное от
деления скорости распро¬
странения электромагнитной
энергии в свободном про¬
странстве на частоту. А вдоль
провода радиоволна распро¬
страняется несколько мед¬
леннее. Кроме того, суще¬
ствует емкость между полот¬
ном антенны и землей, что
нарушает распределение то¬
ка в антенне (из-за наличия
вода не равен нулю).
Учесть степень влияния
этих факторов практически
невозможно, поэтому точ¬
ную длину антенны обычно
определяют эксперименталь¬
но. Ориентировочно же при¬
нимают длину полуволново¬
го диполя из одиночного
провода (наиболее часто
встречающийся в любитель¬
ской практике случай) рав¬
ной 0,475
Таковы вкратце основные
теоретические предпосылки,
которые необходимо знать
начинающему коротковол¬
новику.
А теперь перейдем к
практике.
С чего начать? Прежде
всего, надо составить четкий
план будущего антенного
хозяйства: выбрать тип ан¬
тенны (или несколько типов,
если есть такая возмож¬
ность), разработать ее кон¬
струкцию и способы креп¬
ления, ориентировать ан-
варительно полезно сделать
чертеж антенного поля. Про¬
ще всего это удается при
установке антенны на земле.
Но такая <роскошь» до¬
ступна лишь радиолюбите¬
лям, проживающим в сель¬
ской местности. Для тех же,
кто живет в городе, антенным
полем обычно служит кры¬
ша здания. Ее-то чертеж и
надо выполнить на бумаге
(удобнее всего использовать
миллиметровку), отметив по¬
ложение элементов конст¬
рукции здания — труб, слу¬
ховых окон, лифтовых будок,
а также телеантенн, радио¬
трансляционных и телефон¬
ных линий. Намечают воз¬
можные точки подвеса ан¬
тенны все крыши своего до¬
ма: другие здания, высокие
деревья. Ориентируют чер¬
теж относительно стран
света.
Намечают возможные точки
подвеса антенны вне крыши
своего дома: другие зда¬
ния, высокие деревья. Ориен¬
тируют чертеж относитель¬
но стран света.
Наличие на чертеже сво¬
бодного места подскажет, ка¬
кой тип антенны можно при¬
менить. Требование соответ¬
ствия линейных размеров ан¬
тенны длине волны также на-
1 ■■■--.■'""nir пггпоп-.тпг пп пп
бор. Лучше всего исполь¬
зовать для каждого из диапа¬
зонов, на которых предпола¬
гается работа, свою антен¬
ну. Это позволит хорошо на¬
строить ее и получить оп¬
тимальные параметры. Если
же условия этого не позво¬
ляют, придется идти на ком¬
промисс и, мирясь с заве¬
домым ухудшением эффектив¬
ности, применить антенну, ра¬
ботающую на нескольких
гармонических частотах.
Для некоторых типов ан¬
тенн требуется заземление
(или противовес). От их
сопротивления существенно
зависят КПД антенны (при
уменьшении сопротивления
КПД повышается), наличие
помех радио и телеприему.
Можно сказать, что хоро¬
шее заземление — это поло¬
вина антенны. К сожалению,
в любительских условиях
(особенно в городе) выпол¬
нить хорошее заземление
практически невозможно.
Правда, надежным электри-
♦ РАДИО не 10, 1479 г.
35

- и л и а аю « й м
служить каркас здания, тру¬
бы водопровода и т. п. Од¬
нако для наших целей оно
не подходит из-за слишком
большой длины токонесу¬
щих элементов и их высокого
сопротивления. При подклю¬
чении к такой системе обыч¬
но резко увеличиваются по¬
мехи телевидению, падает
излучдемая мощность, а на
корпусе передатчика появ¬
ляется ВЧ напряжение (это
сразу чувствуется при прико¬
сновении к нему). Иногда
такое заземление является
причиной самовозбуждения.
Выходом из положения
может быть устройство ис¬
кусственной земли — проти¬
вовесов длиной по X /4.
Лучше всего брать возможно
большее их число — до 10—
15. Для штыревых и других
вертикальных антенн проти¬
вовесы надо растянуть на
крыше, в остальных случаях
можно попробовать подоб¬
рать наилучшее их располо¬
жение по минимуму помех
телевидению. Иногда ока¬
зывается, что хорошие ре¬
зультаты дает даже один про¬
тивовес, уложенный на полу
комнаты. Правда, надо учи¬
тывать, что ВЧ найряжение
на противовесе может об¬
жечь при случайном прн-
е «основании.
Уже говорилось, чТо антен¬
ну следует подвешивать как
можно выше: при низкой под¬
веске, кроме уменьшения
КПД. возрастает доля бес¬
полезно излучаемой вер¬
тикально вверх энергии (это
хорошо видно на рис. 2, б).
Способы крепления, ма¬
териал мачт и другие особен¬
ности конструкции антенны
зависят от местных условий
и возможностей радиолюби¬
теля, поэтому останавливать¬
ся на них подробно не имеет
смысла. Надо лишь подчер¬
кнуть, что конструкцию сле¬
дует делать жесткой, без ви¬
брирующих элементов, иначе
порывы ветра, раскачают их
и быстро выведут из строя.
Наиболее эффективны для
установления связей с даль¬
ними корреспондентами (а
именно эти связи представ¬
ляют максимальный инте¬
рес) направленные антенны.
Как добиться направленности
излучения? В случае с кар-
№АДЯО- НАЧИНАЮЩИЙ
• ГАДИО НАЧИНАЮЩИМ
Манным фонариком направ¬
ленность достигается ис¬
пользованием сферического
рефлектора. Тот же принцип
применим и в антенной тех¬
нике, правда, здесь рефлек¬
тор представляет собой ли¬
нейный провод (рис. 3, а),
расположенный параллельно
диполю (или активному ви¬
братору, как его называют в
подобных системах). Вибра¬
тор наводит в рефлекторе ток
высокой частоты, поле кото¬
рого (для этого соответствую¬
щим образом подбирают
длину рефлектора) увеличи¬
вает излучение в прямом на¬
правлении и ослабляет в об¬
ратном. Так мы получаем
двухэлементную направлен¬
ную антенну. Если с проти¬
воположной стороны вибра¬
тора разместить еще один
пассивный элемент (т. е. эле¬
мент, к которому не подво¬
дится фидером энергия) —
директор (рис. 3, б) — та¬
ких размеров, чтобы направ¬
ленность излучения усили¬
лась, мы получим трехэле¬
ментную антенну. Существу¬
ют антенны с двумя, тремя
и даже четырьмя директо¬
рами. Дальнейшее увеличение
их числа, как и добавление
еще одного рефлектора, на¬
правленности практически

не увеличивают, зато суще¬
ственно усложняют конструк¬
цию.
Наиболее распространен¬
ной антенной такого типа яв¬
ляется телевизионная антен¬
на коллективного пользова¬
ния «волновой'канал».
«Волновые каналы», а так¬
же выполненные из рамочных
элементов «квадраты» очень
популярны среди коротковол¬
новиков. Чтобы можно было
работать с любым корреспон¬
дентом, антенны обычно де¬
лают поворотными. Кроме чи¬
сто конструктивных трудно¬
стей, при этом возникает и
проблема размещения такой
антенны. К примеру, трех¬
элементный «волновой канал»
на диапазон 7 МГц (на
3,5 МГц он вообще вряд ли
практически выполним) имеет
размеры примерно 10x20 м.
А ведь еще надо, чтобы при
вращении он не задевал за
другие конструкции на
крыше!
(Окончание следует)
• ЖЖДИО- НАЧИНАЮЩИМ
АН 1ЬННЫ
Одной из основных трудностей
при переходе на диапазон 160 м
является постройка антенны.
Известно, что для проведения дальних
связей лучше всего подходят антенны,
излучающие под небольшими углами
к горизонту. При использовании антенн
с горизонтальной поляризацией трудно
ожидать хороших результатов, по¬
скольку у таких антенн, расположен¬
ных на высоте Х/8 или.Х/t над землей
(что для диапазона 160 м составляет
от 20 до 40 м!), излучение под малыми
углами к горизонту почти отсутствует.
Сильную поверхностную волну дает
излучатель с вертикальной поляриза
цией, что позволяет проводить связи
на 160 м не только ночью, но и днем.
Однако изготовление полноразмерных
вертикальных антенн для этого диапа¬
зона (высотой до 48 м) затруднено.
Наиболее приемлемым решением" в
этих условиях является создание уко¬
роченных антенн, излучение которых
имело бы в основном вертикальную
поляризацию.
Одно из самых простых решений —
модификация антенны «Inverted Vee»
на 80 м. Введение в диполь «удлиняю¬
щих» катушек (рис. 1) понижает резо¬
нансную частоту антенны. Если есть
возможность закорачивать катушки
(с помощью релеТ. -то эту антенну
можно использовать в двух диапазо¬
нах — 80 и 160 м.
Рис. 1
Индуктивность катушек L1 и L2 —
около 70 мкГ. Настраивают эту антен¬
ну так. Закоротив катушки и меняя
длину проводов, идущих от катушек
к концам антенны, добиваются снача¬
ла минимума КСВ на 80-метровом ....
диапазоне. Сняв с катушек перемычки,
подбирают индуктивность катушек по
минимуму КСВ, но уже в диапазоне
160 м.
Антенна, показанная на рис. 2, -
обычный диполь для диапазона 80 м.
Его можно использовать и для работы
в диапазоне 160 м. В этом случае фи¬
дер диполя замыкают на нижнем кон¬
це и подключают его к выходу пере¬
датчика через катушку индуктивности
или конденсатор (это зависит от длины
фидера). Если длина фидера примерно
РАДИО № 10, 1979 г. ф
НАЧИНАЮ
1979 г. ф
36

нпем, исправляй неправильно про¬
износимые звуки. Предложи орга-
нпзовать в школе кружок разговор¬
ного языка — все это окажет тебе
огромную помощь при работе на ко¬
ротких волнах.
А как быть, если ты изучаешь
другой язык, допустим, француз¬
ский? Значит, с коротковолновиками
Франции ты сможешь работать на
их родном языке. Кстати, француз¬
ский язык также очень распростра¬
нен среди радиолюбителей Африки и
Канады. А зн; испанский, ты смо¬
жешь разговашать с коротковол¬
новиками mhoix стран Южной Аме¬
рики. Но изучи, основы английского
языка все же ^обходимо для того,
чтобы иметь озможность прово¬
дить хотя бы кооткпе связи (без об¬
мена подробно1 информацией) с ко¬
ротковолновики всех стран мира.
Сделать это не >к уж трудно. В пер¬
вую очередь ндо выработать более
пли менее правиьное произношение.
Затем запомнит! несколько стандарт¬
ных схем связи — и путь в эфир бу¬
дет открыт.
Для проведения телеграфных свя¬
зей, естественно, такого серьезного
изучения языка не требуется. Доста¬
точно лишь запомнить набор соот¬
ветствующих кодовых выражений.
Но все это впереди. Пока же —
ты коротковолновик-наблюдатель. |
Тому, как слушать эфир, наблю¬
дать за работой коротковолновиков,..
будет посвящена наша следующая
беседа.
73!

ЛЕТЕ
У ГА»
1Е ТАСС
iWMWIt
телевизионного
газованием ис-
тников Земли
года в Совет-
уществлен за-
спутника свя-
бортовой ре¬
аппаратурой,
для обес пе¬
тровом диапа-
>ывной кругло-
онно-телеграф-
и одновремен-
этных и черно-
Центрального
сеть станций
ШИЗКУЛЬТУРА И СПОРТ
угз» выведен
стационарной
у с начальны*
и расстояние
1емли — 35.900
иод обращения
24 часа 02 ми*
ие орбиты —
шенствованной
ретрансляци-
ы связи и те*
путнике име-
система точ¬
на Землю, си-