Элементарная теория приемной антенны

0 756
+1

Элементарная теория приемной антенны

Известно, что ЭДС (электродвижущая сила), наводимая полем передающей радиостанции в антенне приемника, может быть определена по формуле ε = Е • hд, где Е - напряженность электрического поля радиостанции в точке приема, hд - действующая или эффективная высота антенны Пока мы не будем разделять антенну и колебательный контур, справедливо полагая, что нам следует максимизировать мощность, подводимую от антенны сквозь контур к детектору. Входное сопротивление детектора зависит от схемы, сопротивления нагрузки, а в некоторой степени и от подводимого радиочастотного напряжения и может составлять от единиц до десятков килоом.

Поскольку мощность поступающего на детектор сигнала Р = UI, где U - подводимое к детектору напряжение, I - протекающий через детектор радиочастотный ток, а входное сопротивление Rвx = U / I, то максимизировать мощность можно, изменяя входное сопротивление детектора выбором различных схем его согласования. Подключая детектор через высокочастотный трансформатор, можно, например, увеличивать напряжение, уменьшая ток, или наоборот. Входное сопротивление детектора, пренебрегая небольшой емкостью диода, будем считать активным, то есть поглощающим поступающую на него мощность.

С другой стороны, известно, что источник (антенная цепь) отдает в нагрузку (детектор) максимальную мощность в том случае, когда активное сопротивление источника равно сопротивлению нагрузки, а реактивное сопротивление источника скомпенсировано включением реактивного сопротивления другого знака. Это обычные условия согласования источника с нагрузкой, известные из курсов электро- и радиотехники. Как их выполнить в реальной ситуации? Логично начать с расчета активного и реактивного сопротивления источника - антенны.

Как мы уже говорили, наиболее мощные радиостанции работают в диапазонах ДСВ. Влажная почва, пресная вода, а тем более морская, обладают на этих частотах свойствами проводника, в котором токи проводимости намного больше токов смещения. В результате волны с горизонтальной поляризацией оказываются у поверхности Земли значительно ослабленными. По этой причине для радиовещания используют волны с вертикальной поляризацией, излучаемые вертикальными антеннами-мачтами, часто с развитой горизонтальной частью (емкостной нагрузкой) и хорошим заземлением.

Вопросы проектирования антенн диапазонов ДСВ были решены еще в ранние годы развития радиовещания и подробно освещены в учебниках 40-50-х гг. Здесь надо заметить, что антенны обладают свойством обратимости, и та, что хорошо работает на передачу, будет так же хорошо работать на прием. Ее диаграмма направленности, активное и реактивное сопротивления при этом не изменяются.

 

 

Эскиз вертикальной антенны с заземлением и распределение тока в ней показаны на рис. 2.14. Распределение тока в антенне с хорошей точностью можно считать синусоидальным, с нулем на вершине (по той простой причине, что току на верхнем, как говорят, разомкнутом конце антенны просто некуда течь). Собственной (резонансной) длиной волны антенны называется такая, на частоте которой сопротивление в точках питания хх становится чисто активным. Из законов электродинамики, в частности, из теории длинных линий, следует, что резонансная длина антенны над землей кратна 1/4 длины волны.

Первый резонанс (четвертьволновый) наступает на длине волны λ0 = 4LА, при этом сопротивление в точках питания хх активно и равно 37 Ом - это половина сопротивления полуволнового диполя в открытом пространстве. Более высокочастотные резонансы в данном случае нас не интересуют, поскольку даже четвертьволновую вертикальную антенну построить в любительских условиях практически невозможно. Длина волны, соответствующая первому четвертьволновому резонансу, называется собственной.

 


Источник | Опубликовал: RD3AVG


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости