Излучение радиоволн

0 625
0

Исторически первым излучателем электромагнитных волн был диполь Герца, показанный на рис. 1.3. Он состоит из двух стержней с шарами или дисками на концах, обладающих некоторой емкостью. В то же время стержни, как и любой проводник, обладают индуктивностью. Следовательно, диполь представляет собой последовательный колебательный контур и имеет некоторую резонансную частоту. Если генератор, подключенный в точках хх, настроить на ту же частоту, то генератор «увидит» нулевое реактивное сопротивление и отдаст в диполь максимальный ток. 

Ток, текущий по стержням, будет перезаряжать концевые емкости шаров или дисков, одновременно создавая вихревое магнитное поле (на рис. 1.3 оно показано штриховыми линиями). Заряды на концах диполя создадут электрическое поле (сплошные линии), и в пространство будут излучаться электромагнитные волны. Лучше всего это происходит в направлениях, перпендикулярных оси диполя, а вдоль нее они не излучаются совсем.

Если отложить на графике  относительную напряженность поля Е(φ), создаваемого диполем, в зависимости от угла между осью диполя и направлением на приемник, получится диаграмма направленности. Она описывается очень простой функцией Е(φ) = sinφ. В любом сечении, плоскость которого проходит через диполь, диаграмма напоминает восьмерку, а в пространстве похожа на тороид, или «бублик» без отверстия в середине.

 

Излучение радиоволн

 

Любопытно, что, если перпендикулярно диполю поместить проводящую плоскость, проходящую через его середину, структура поля нисколько не изменится, поскольку силовые линии электрического поля будут перпендикулярны плоскости и она не повлияет на них. Теперь нижнюю половинку диполя можно вообще убрать, а генератор подключить между верхней половиной диполя и плоскостью, как показано на рис. 1.5. Напряженность поля вблизи проводящей плоскости даже возрастет, поскольку энергия передатчика теперь будет излучаться только в верхнее полупространство.

Именно так устроены длинноволновые передающие антенны-мачты с верхней емкостной нагрузкой, причем проводящей поверхностью служит земля: на низких радиочастотах она обладает неплохими проводящими свойствами. Еще лучшим проводником оказывается морская вода. Для таких антенн необходимо хорошее заземление. Верхнюю емкость антенны трудно выполнить в виде шара, да и не нужно: не хуже работают «диски», выполненные из ряда радиальных проводников (как спицы у колеса), или системы горизонтальных проводников - так называемое полотно антенны.

Коэффициент в формуле для расчета напряженности поля несколько изменится - ведь антенна уже не всенаправленная, а излучает преимущественно на горизонт, поэтому поле в направлении на горизонт увеличится:

Е, мВ/м = 300 (Р, кВт)1/2/ D, км.



Источник | Опубликовал: RD3AVG


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости