Файл: Белоусов, С. П. Средневолновые антенны с регулируемым распределением тока.pdf

88

ратора /о, и напряженность поля Е3. Мощность, излучаемая вибра­ тором, определялась по формуле Ps—J2oR^ . где — сопротивление

излучения вибратора, отнесенное к току у основания.

Коэффициент усиления антенны относительно низкого вибратора

определялся по формуле е = ,(£'а/£'э)2|(-£’э//>а)- Результаты измерений зависимости коэффициента усиления от

длины шлейфа регулировки тока антенн е № 3 = 1 16 Ом для # 1 = 0 ,3 3 # и # 1 = 0,4// приведены «а рис. 6 .8 .

Приведенные результаты измерений показывают, что регулировка распределения тока на антенне приводит к существенному изменению ее коэффициента усиления.

5.4. Результаты измерений электрических характеристик реальных антенн

Экспериментальные исследования направленных свойств антенны АРРТ, проведенные «а дециметровых моделях, подтверди­ ли расчетные данные. Однако следует иметь в виду, что полученные результаты справедливы для ‘Случая, когда антенна установлена на идеально проводящей гладкой поверхности бесконечных размеров. В действительности же реальная антенна имеет ограниченное зазем­ ление, состоящее и,з 10 0 — 1 2 0 радиально расположенных проводов. При таком заземлении структура земных токов несколько отличает­ ся от структуры токов для идеально проводящей гладкой поверхно­ сти бесконечных размеров. Направленные свойства и параметры реальной антенны зависят от параметров почвы и размеров зазем­ ления. Кроме того, излученная антенной мощность испытывает су­ щественное поглощение вследствие конечной проводимости почвы в зоне действия радиостанции. Наличие неровностей на пути распро­ странения поверхностной волны приводит к дополнительному погло­ щению энергии и к увеличению уровня боковых лепестков.

Множитель ослабления напряженности поля, обусловленный пог­

89

<5

90

Рис. 5.8. Экспериментальная зависимость коэффициента усиления ан­ тенны относительно низкого заземленного несимметричного вибратора от длины шлейфа регулировки тока,и^а =115 Ом

9!

Рис. 5.9. Экспериментальная зависимость коэф­ фициента усиления антенны АРРТ от длины шлей­ фа регулировки тока

W(z) — табулированная функция от комплексного аргумента [10];

i я R

:- 2' / :Х(1 + T 2cos2A (1 — ц)2

А — угол возвышения.

Как -видно из (5.8), множитель ослабления, а следовательно, и диаграмма направленности антенны -в -вертикальной (плоскости, за­ висит от расстояния R, для которого он рассчитывается, параметров почвы, длины -волны -и угла (возвышения.

Антенна АРРТ, как правило, настраивается либо на режим мак­ симального усиления, либо на режим оптимальной -антифеди-нговой диаграммы направленности. Распределение тока, соответствующее максимальному коэффициенту усиления, подбирается -путем измере­ ния зависимости коэффициента усиления антенны от длины шлейфа регулировки тока. Выигрыш в коэффициенте усиления

Ех_ А

Ео Рх

где Ех — -напряженность -поля, создаваемого антенной при длине шлейфа регулировки тока /ш;

92

На рис. 5.9 приведены экспериментальные зависимости коэффи­ циента усиления антенны АРРТ от длины шлейфа регулировки тока для отношений высоты антенны к длине волны 1,2Л, 1,0Я и 0.67Х. Коэффициент усиления антенны существенно меняется в зависимости от длины шлейфа регулировки тока. Так, например, выигрыш в ко­

/ш= 0, составляет примерно 1,9. Если высота антенны равна 1,0Л, то выигрыш равен 2,6. Для сравнения на рисунках пунктиром нанесена экспериментальная зависимость коэффициента усиления антенны от длины шлейфа регулировки, полученная на коротковолновой модели (коэффициент моделирования равен 10). Экспериментальные кри­ вые зависимости коэффициента усиления антенны от длины шлейфа регулировки тока, полученные на реальной антенне и ее коротко­ волновой модели, совпадают удовлетворительно.

На радиоцентрах большинство антенн АРРТ настроено на режим, соответствующий минимальному уровню излучения под углами воз­ вышения 504-90°.

Антенны настраивались на этот режим путем снятия диаграмм направленности в вертикальной плоскости для нескольких значений длины шлейфа регулировки тока. Первоначальная длина шлейфа регулировки тока выбиралась в соответствии с данными, приведен­ ными на рис. 6.3. Далее длина шлейфа регулировки изменялась от этого положения через 5—10 м в пределах ±(204-30) м. После срав­ нения снятых диаграмм направленности выбиралась длина шлейфа регулировки тока, при которой получается минимальный уровень лепестков в указанном секторе.

На рис. 5.10 приведены экспериментальные диаграммы направ­ ленности в вертикальной плоскости антенны АРРТ, имеющей высоту 257 м и волновое сопротивление, равное Mi5 Ом, на волне 256 м для двух значений длины шлейфа регулировки тока: 1Ш= 0 и /ш = 40 м. В районе установки антенны усредненная величина проводимости почвы равна примерно 2,6 мОм/м. Диаграммы сняты на расстоянии 1 км от антенны. Пунктирная линия дает экспериментальную диа­ грамму направленности, снятую на дециметровой модели. При дли­ не шлейфа регулировки, равной 40 м, уровень излучения в секторе углов возвышения 32—90° не превышает 15% от уровня максималь­ ного излучения. Антенна при такой длине шлейфа по сравнению с той же антенной при /ш = 0 дает выигрыш в коэффициенте усиления, равный 2,4. Диаграмма направленности реальной антенны удовлет­ ворительно совпадает с экспериментальной диаграммой, снятой на дециметровой модели.

Результаты измерений диаграммы направленности антенны АРРТ высотой 257 м с волновым сопротивлением 170 Ом на волне 359 м приведены на рис. 5.11. Проводимость почвы в районе установки антенны примерно равна 10 мСм/м, рельеф спокойный. Пунктирной линией нанесена диаграмма направленности, снятая на дециметровой модели. В данном случае результаты измерений на реальной ан­ тенне и на ее дециметровой модели хорошо совпадают. Антенна

93

94

Т А Б Л И Ц А 5.1

95