Для полуволнового линейного вибратора (Кр=1, R = 73 Ом) h =Х/я, полуволнового петлевого вибратора (К =1, = 292 Ом) Ьд = 2Х/п.

Эффективная поверхиость параметр, имеющий размерность площади и позволяющий по известной напряженности поля определить мощность Р, отдаваемую согласованной антенной в нагрузку:

Р = 8Д120я),

где Р, Вт; Е, В/м; м^

В этой формуле Е-эффективное значение.

Эффективная поверхность изотропного излучателя равна 0,08Х^, полуволнового линейного и петлевого вибраторов (К = 1) - 0,13Х^, волнового вибратора (Кр = 1,46) - 0,19Х^.

Эквивалентная схема согласованной приемной антенны (рис. 13.17) включает в себя источник ЭДС е с внутренним сопротивлением Rj, равным входному сопротивлению антенны, фидерную линию с волновым сопротивлением z, и погонным затуханием р, входное сопротивление приемника R p(R p = z. = R ).

Мощность на входе приемника

Р„р = (Е^Х^КрП„)/290я Напряжение на входе приемника и„р = (ЕХ7КрКпрПл)/17я.

Если Е, В/м; X, м; R p, Ом, то Р„р, Вт; U p, В.

Пример. Рассчитать напряжение на входе телевизионного приемника (R p = 75 Ом) на несущей частоте изображения 8-го телевизионного канала (f = 191,75 МГц) при напряженности поля 3,8 мВ/м. Приемная антенна-типа волновой канал с коэффициентом усиления 8 дБ, фидерная линия-кабель РК 75-4-15 длиной 30 м.

1. Длина волны

X = 300/Г(МГц) = 300/191,75 = 1,56 м.

2. Коэффициент усиления в разах по мощности

К(дБ) = lOlgKp; IgKp = К(дБ)/10 = 8/10 = = 0,8; Кр = 6,3.

3. Погонное затухание в кабеле РК 75-4-15 на несущей частоте изображения 8-го канала (f = = 191,75 МГц) согласно кривой 1 на рис. 13.4.

Р = 0,18 дБ/м.

4. Полное затухание р/= 0,18-30 = 5,4 дБ.

5. Коэффициент полезного действия фидерной линии при р/ = 5,4 дБ согласно рис. 13.2

Пл = 0,28.

6. Напряжение на входе приемника

Ехук,к„,Пл

3,810--1,5б7б,3-75-0,28

= 1,26 мВ.

17-3,14

= 1,26-10-В =

13.5. ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ АНТЕННЫ

Слабонаправленные антенны

Полуволиовый линейный разрезной вибратор (рнс. 13.18), полуволиовый линейный пераз-резной вибратор (рис. 13.19) и полуволиовый петлевой вибратор (рис. 13.20)-простейшие слабонаправленные антенны, обладающие примерно одинаковыми электрическими параметрами. Применяются как самостоятельные антенны для приема телевизионных передач на небольших расстояниях от телевизионных центров и ретрансляторов при отсутствии помех и отраженных сигналов, а также в качестве активных вибраторов в многоэлементных направленных антеннах. Диаграмма направленности в плоскости, проходящей через продольную ось вибратора- восьмерка , в плоскости, перпендикуляр-

го 30 w 50 100 гоо зоо Ш500./Шза

Рис. 13.18

800 BOO

т гоо

о 0,1 0,г 0,3 0,4 0,5 0,6 0,1 0,8 0,9 га/1 Рис. 13.19

ной вибратору,-окружность. Рабочая частот ± 20% от средней частоты. Длина вибратора

V 100/

где Xjp-средняя длина волны рабочей полосы частот, 5(%)-коэффициент укорочения, зависящий от отнощения Х^р/(1з„(ёз -эквивалентный диаметр вибратора) и определяемый по графику рис. 13.18. Для линейного разрезного и неразрезного вибраторов (рис. 13.18 и 13.19) d, = d, для петлевого (рис. 13.20), изготовленного из двух трубок равного диаметра (di = dj = d), d3 = = ,y2ds, где s-расстояние между центрами трубок.

Входное сопротивление линейного разрезного вибратора составляет 73 Ом, а неразрезного зависит от положения точек питания и определяется по графику рис. 13.19. Входное сопротивление петлевого вибратора R = 73 ш, где ш-коэффициент, зависящий от отнощения djdi и показывающий, во сколько раз входное сопротивление петлевого вибратора больще входного сопротивления линейного разрезного вибратора.

Значение коэффициента ш может быть определено по графикам на рис. 13.20. Если dj = di, то ш = 4 и входное сопротивление петлевого вибратора составляет 292 Ом.

Основное достоинство петлевого вибратора-возможность регулировки входного сопротивления в пгароких пределах изменением отнощения диаметров трубок, что особенно важно при настройке многоэлемеитных направленных антенн. Крепление петлевого вибратора к любой опоре, металлической или деревянной, может производиться без изолятора в точке нулевого потенциала (точка О на рис. 13.20).

Вибраторы метровых волн изготавливаются из трубок диаметром от 10 до 30 мм, дециметровых волн-от 6 до 14 мм. Зазор между внутренними торцами соответственно 60... 80 и 30...40 мм.

Подключение коаксиальных кабелей к вибраторам проводится через согласующе-симметри-рующие устройства, которые обеспечивают согласование вибратора с кабелем, а также устраняют затекание на наружную поверхность кабеля токов высокой частоты, искажаюцщх форму диаграммы направленности.

Для линейного разрезного вибратора наиболее простым по конструкции согласующе-сим-метрирующим устройством является четвертьволновый короткозамкнутый мостик на отрезках коаксиальных кабелей (рис. 13.21), в котором роль мостика играют экраны кабелей. Экран кабеля 1, соединяющего антенну с приемником, подключается к одной трубке вибратора, а экран кабеля 2-к другой. Внутренний проводник кабеля 1 соединяют с той же трубкой вибратора, к которой подключен экран кабеля 2. На расстоянии Х/4 от вибратора экраны кабелей 1 и 2 соединяются друг с другом, образуя четвертьволновый короткозамкнутый мостик. Внутренний проводник кабеля 2 на обоих концах этого кабеля можно либо срезать заподлицо, либо припаять к экранам. Кабели 1 и 2 должны бьпъ закреплены параллельно друг другу.

Согласующе-снмметрирующие устройства для петлевого вибратора показаны на рис. 13.22. Самым простым по конструкции является полуволновое U-колено (рис. 13.22,а) из коаксиального кабеля с z, = 75 Ом, которое может быть использовано как на метровых, так и на дециметровых волнах.

Длина и-колена-

/ = XJ2 = Х/2п.

Коэффициент укорочения п определяется по табл. 13.1. Рабочая полоса частот ±20% от средней частоты. На рис. 13.22,в и г показаны малогабаритные широкодиапазонные согласую-ще-снмметрируюцще устройства метрового диапазона волн, работающие в пятикратной полосе частот. Устройство на рис. 13.22,в состоит из двух высокочастотных трансформаторов. Катущки трансформаторов наматываются на кольцах из термостабильных никель-цинковых ферритов М50 ВН-14 К7 X 4 X 2. Намотка согласная

Рис. 13.21

Рис. 13.23

рядовая в два провода ПЭТВ-2 диаметром 0,21 мм. В устройстве рис. 13.22,г катушки трансформаторов наматываются согласно на диэлектрических каркасах проводом ПЭТВ-2 диаметром 0,33 мм с числом витков 19 X 2, диаметр намотки 18 мм. На рис. 13.22,6 показано малогабаритное согласующе-симметрирующее устройство дециметрового диапазона волн, которое может быть использовано в полутора-двукратной полосе частот. Устройство представляет собой свернутую в спираль полуволновую полосковую линию, центральным проводником которой служит лента, намотанная на каркас из полистирола или органического стекла, а земляным прово^щи-ком-свернутая из листа латунная трубка с узкой продольной щелью. Конструкция устройства показана на рис. 13.23.

Антенна ТАИ-12М (АТИГ/В-6.1.1-12.51) телевизионная наружная индивидуальная антенна промышленного производства, обеспечивающая прием телевизионных сигналов на каналах 1 12 и сигналов УКВ ЧМ вещания с горизонтальной или вертикальной поляризацией в зоне уверенного и качественного приема. Антенна представляет собой разрезной вибратор, каждая половина которого состоит из двух трубок, расположенных под углом 60° друг к другу, что

обеспечивает расширение рабочей полосы частот. В направлении на телевизионный центр или ретранслятор плоскости половин вибратора расположены под углом 120°. Диаграмма направленности близка по форме к восьмерке , КБВ 0,3-0,4. Согласующе-симметрирующее устройство собрано по схеме рис. 13.22,в.

А]ггенна ИТА-12М (АТИГ/В-6.1.1-12.104)-индивидуальная телевизионная антенна промышленного производства, рассчитанная на прием телевизионных сигналов на каналах 1-12 и сигналов УКВ ЧМ вещания с горизонтальной или вертикальной поляризацией. Имеет более направленную диаграмму, чем антенна ТАИ-12М (задний лепесток по полю составляет примерно 0,4 от переднего лепестка), что позволяет использовать антенну ИТА-12М при наличии небольшого уровня помех и отраженных сигналов. Антенна состоит из двух вибраторов (активного вибратора и активного рефлектора), плечи которых расположены под углом 120° друг к другу. Активный вибратор и активный рефлектор питаются через направленный ответвитель.

Направленные и остронаправленные антенны

Антенна волновой канал (рис. 13.24)-простая по конструкции эффективная направленная антенна, широко используемая для приема телевизионных передач, а также для профессиональной и любительской радиосвязи. Может применяться для приема вертикально или горизонтально поляризованных волн. Состоит из ряда последовательно расположенных параллельных вибраторов (элементов)-рефлектора, активного вибратора (обычно линейного разрезного или петлевого) и директоров. Диаграмма направленности-однонаправленная (рис. 13.16). При увеличении числа директоров уменьшается угол раствора главного лепестка диаграммы направленности и возрастает коэффициент усиления. На телевизионных каналах метровых волн с 1-го по 5-й число элементов не превышает обычно 5... 7, с 6-го по 12-Й-8... 10, а на телевизионных каналах дециметровых волн с 21-го по 60-й-15... 18. Дальнейшее увеличение числа элементов не дает существенного повьппения коэффициента усиления и в то же время приводит к

К, лБ Ih 12

-8

о 0,2 0,4 0,6 0,8 I 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 L/X Рис. 13.24