Радиотехника - Давыдов С.Л.
Скачать (прямая ссылка):
СПОСОБЫ НАСТРОЙКИ АНТЕНН В РЕЗОНАНС
Для настройки антенны в резонанс с колебаниями передатчика или сигналами принимаемой радиостанции необходимо длину волны свободных колебаний ее сделать равной длине волны своего передатчика (передающая антенна) или передатчика корреспондента (приемная антенна). С этой целью лучше всего было бы изменять длину самой антенны, но практически это сложно, поэтому для настройки антенны в нее включают катушку индуктивности или конденсатор, как показано на рис. 4.4.
При включении в антенну катушки (рис. 4.4, а) общая индуктивность антенны, как и всякого колебательного контура, увеличивается, период свободных колебаний антенны удлиняется, длина волны свободных колебаний'становится больше.
Для удобства настройки обычно в антенну включают не просто катушку постоянной индуктивности, а такую катушку, индуктивность которой можно было бы'регулировать. Поэтому в антенну чаще всего включают либо вариометр с плавной регулировкой индуктивности, либо секционированную катушку, а иногда и то и другое. Подбирая величину индуктивности, включенной в антенну, можно точно настроить антенну на заданную волну.
57
Так как включение катушки удлиняет волну свободных колебаний антенны, то оно должно применяться в тех случаях, когда собственная волна антенны меньше рабочей, т. е. когда размеры антенны меньше половины (для полуволновой антенны) или четверти длины волны (для заземленного штыря).
Включение в антенну конденсатора уменьшает ее общую емкость, так как конденсатор оказывается соединенным последовательно с емкостью провода антенны (рис. 4.4,6). Период свободных колебаний антенны укорачивается, длина волны становится меньше. Поэтому конденсатор включают в антенну лишь в тех случаях, когда собственная волна антенны длиннее рабочей волны, т. е. размеры полуволновой антенны превышают половину, а заземленной — четверть длины рабочей волны.
Для плавной на-ч»ф№фм&щт стройки антенны в антенный контур часто включают конденсатор переменной емкости.
Большинство современных радиостанций работает в достаточно широком диапазоне частот, и для настройки антенны на различных участках диапазона приходится включать разные емкости и индуктивности. Поэтому в антенный контур таких радиостанций заранее включают и секционированную- катушку (или вариометр), и конденсатор переменной емкости.
Момент резонанса устанавливают при работе на передачу по наиболее яркому свечению индикаторной (указательной) лампочки, включенной в антенну. Следует помнить, что лампочка, включенная в антенну, потребляет часть энергии передатчика, поэтому ее нужно выключать сразу же после настройки антенны.
і
і
I Сд
I I
I
Рис. 4.4. Способы настройки антенны:
а — включением катушки индуктивности; б — вклю чением конденсатора
58
ИЗЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ
Антенна как открытый колебательный контур отличается от замкнутого контура тем, что часть энергии переменного электромагнитного поля, создаваемого вокруг передающей антенны, передается в окружающее пространство, или, как говорят, излучается.
Рассмотрим процесс излучения на примере настроенного полуволнового симметричного вибратора, в середину которого включен генератор переменного тока высокой частоты. В проводе антенны возникают переменные токи, изменяющиеся с частотой колебаний генератора. В течение одной четверти периода ток в антенне возрастает от нуля до максимальной величины. В следующую четверть периода ток убывает до нуля. С избиением тока в антенне происходит и изменение электрического поля антенны: за первую четверть периода оно возрастает, за вторую — убывает. Как известно, силовые линии электрического поля начинаются на Положительных и оканчиваются на отрицательных электрических зарядах, которые образуются на проводах антенны. Такие заряды не могут образоваться одновременно на всей длине провода. Первоначально они возникают около зажимов генератора, а затем все дальше и дальше от зажимов, как бы перемещаясь вдоль проводов к их концам. Вследствие этого и силовые линии электрического ПОЛЯ перемещаются как вдоль проводов, так и в перпендикулярном направлении. Так как увеличение тока происходит только в течение четверти периода колебаний, то и перемещение зарядов от генератора к концам провода продолжается только в течение такого же времени. В следующую четверть периода заряды перемещаются от концов провода к генератору, а силовые линии электрического поля стягиваются к середине антенны. Следовательно, заряды вдоль провода антенны и силовые линии электрического поля успеют отодвинуться от середины антенны только на такое расстояние,- которое они могут пройти за четверть периода. Так как силовые линии распространяются со скоростью света, то это расстояние равняется четверти длины волны колебаний генератора. Таким образом, вокруг передающей антенны образуется сфера радиусом, равным четверти длины волны, в которой происходят периодические изменения величины и направления электрического поля.
Аналогичное явление происходит и с переменным магнитным полем токов антенны. Так же как и электрическое, оно периодически то удаляется от середины антенны на расстояние четверти длины волны, то возвращается обратно.
