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

в) 'расстояние, «а котором £ Пр = 2£Поп, 7?2ф = 175 ном;

г) расстояние, на котором начинается зона приема пространст­ венной волны J?o=i200 км;

д) максимальный радиус зоны приема пространственной волны Я»-|1И50 км.

1.5. Расчет зон вещания в совмещенном канале

личается по частоте на 9 кГц. Последний канал соответствует часто­ те / i2t= 1602 кГц.

Длинноволновый вещательный диапазон (1504-265) кГц разбит на 115 каналов. В этом диапазоне первый канал соответствует ча­ стоте /i=165 кГц и последний канал — /и =281 кГц.

Таким образам, в св и дв вещательных диапазонах имеется срав­ нительно небольшое число частотных каналов, что приводит к необ­ ходимости работы нескольких радиостанций в одном частотном ка­ нале 1(работа в совмещенном канале). В данном случае в пределах зон вещания отношение уровня полезного сигнала к уровню., мешаю­ щего сигнала радиостанции должно быть равно заданному защит­ ному отношению, например, 40 дБ. Если в одном канале работают две радиостанции, отношение часового медианного уровня полезного сигнала к часовому уровню мешающего сигнала в децибелах Q(T), превышающее для процента времени Т, больше, чем на 50%, на расстоянии Дп от полезной радиостанции и на расстоянии Дм от мешающей радиостанции в соответствующее местное время Н в средней точке трассы для ненаправленной приемной антенны равно:

Q (Т) = Р о и - Ром + 101gЯм/Яп+0,00176 f°’26RM—0,00176/0,26Рп +

дианных значений для полезных и мешающих трасс распростране­ ния. Величина р«0,5.

^_____

Рис. 1.13. Зоны вещания радиостанции в чистом и совмещенном каналах

10

На -рис. 1.13 для иллюстрации показаны зоны вещания радио­ станции в чистом канале с граничной напряженностью поля, равной 60 и 70 дБ. Заштрихованная область — зона вещания в совмещен­ ном канале с защитным отношением 26 дБ и выше.

1.6.Основные требования, предъявляемые

ксредневолновым антеннам

Опыт организации радиовещания показывает, что в боль­

Однако в связи с тем, что получение антифед.инговых .диаграмм направленности в дл-и-и-нстволновом диапазоне требует сравнительно большой высоты антенны 500-H10W м, антифединговые антенны по­ лучили практическое применение только в средневолновом вещатель­ ном диапазоне 1874-571 м.

Основными преимуществами а-нтифединговых 'антенн являются: расширение зоны бесфединговото приема в вечернее и «очное время, являющееся наиболее ценным для вещания, так как число слушате­ лей в это время максимальное; увеличение коэффициента усиления под низкими углами возвышения, что эквивалентно увеличению излу­ чаемой мощности под этими углами; уменьшение кросс-модуляции других передатчиков и уменьшение помех в темное время -суток другими работающими радиостанциями.

До -последнего времени .на радиоцентрах применялись антенны, обладающие а-нтифеди-нговыми свойствами в узком диапазоне -волн. К ним относятся антенны .нижнего и верхнего питания и антенна расширенного диапазона волн. Эти антенны имеют антифединговые свойства в диапазоне волн, -составляющем примерно ±74--Н)%.

-Применение узкодиа-пазонных антифединговых антенн в ряде -слу­ чаев исключает зоэмож-но-сть использования антифединговых свойств. Это объясняется тем, что но ряду причин к антенне предъявляется требование обеспечения Качественной -работы -во -в-сем диапазоне волн 1874-2000 -м. С учетом этого требования высоту антенны приходится выбирать из условия обеспечения приемлемой полосы пропускания и вмещения необходимой мощности на длинноволновом краю диапа­ зона. Выбранная из это-го условия высота антенны обычно не сов­ падает -с высотой антенны, необходимой для получения ант-ифе-дин- говых свойств н-а рабочих волнах средневолнового вещательного диапазона.

Следует также иметь в виду, что в связи с развитием и усовер­ шенствованием сети радиовещания рабочие волны -радиостанций -ме­ няются. И если высота а-нтенны была -подобрана оптимальной для одной -рабочей зол-ны, то п-ри смене рабочей волны антенна, как правило, теряет -свои антифединговые свойства.

Учитывая эти особенности организации радиовещания, средне­ волновая анте-нна должна обладать антифединговыми свойствами в широком диапазоне волн. Практика -показала, что коэффициент пе­ рекрытия -по диапазону (отношение максимальной волны к мини­ мальной) должен быть не менее 2,6. Такой диапазон -позволяет в большинстве случаев обеспечить работу радиостанции -на несколь­ ких рабочих волнах с использованием а-нтифеди.нговых -свойств ан­ тенну.

17

Основным требованием, предъявляемым к ант.ифединговой ан­ тенне, является ослабление излучения под углами возвышения, пре­ вышающими 40—50°. Уменьшение излучения под (Высокими у)лами возвышения приводит к существенному ослаблению напряженности поля пространственной волны на расстояниях, где напряженность поля поверхностной волны имеет достаточное превышение над уров­ нем помех для приема с заданным качеством. Действительный сек­ тор (углов возвышения, под которыми излучение должно быть суще­ ственно уменьшено, зависит от длины волны и проводимости почвы между антенной и зоной 'ближнего фединга. Кроме того, в коротковолнйвой части средневолнового вещательного диапазона при опре­ делении углов возвышения с ослабленным излучением 'необходимо также считаться с отражениями от .слоя F, вероятность которых достаточно велика.

Следовательно, при проектировании антифадинговой антенны сле­ дует определять сектор углов, в пределах которого должно быть ограничено излучение, с учетом этих факторов. Очевидно, что для наилучшего удовлетворения поставленным требованиям антифединговая антенна должна иметь управляемую диаграмму направлен­ ности в вертикальной плоскости. Применение такой антенны позво­ лит при вводе радиостанции в эксплуатацию на основании измере­ ний напряженности поля в зоне действия радиостанции подобрать оптимальную форму диаграммы направленности.

Требования к диаграммам направленности в вертикальной плос­ кости (неодинаковы для светлого и темного времени суток, поэтому для каждого из этих периодов целесообразно применять антенны с различными диаграммами направленности.

В светлое время, когда в точку приема приходит только поверх­ ностная волна, мощность должна быть наибольшей и, следовательно, диаграмма направленности должна обеспечить максимальный коэф­ фициент усиления вдоль горизонта. Уровень излучения под высоки­ ми углами возвышения не играет при этом роли.

■В темное время суток излучение под высокими углами возвыше­ ния должно 'быть минимальным и диаграмма направленности долж­ на обеспечить наименьшую ширину зоны (ближнего фединга. Это требование удовтетворяется в том случае, если уровень излучения под высокими углами излучения невысок, а форма главного лепестка диаграммы 'направленности в вертикальной плоскости имеет форму (крутой спад под углами возвышения от 30—35° до 45—50°), обес­ печивающую быстрое нарастание пространственной волны с увели­ чением расстояния. Ори использовании антенны с такой диаграм­ мой направленности увеличивается как зона обслуживания поверх­ ностной волной, так и зона обслуживания пространственной волной.

Максимальное уменьшение ширины зоны фединга осуществляет­ ся при синусоидальном распределении тока .вдоль антенны, что Обес­ печивает получение нуля в вертикальной диаграмме направленности. Отличие распределения тока от синусоидального из-за конечной тол­ щины мачты приводит к расширению главного лепестка и «заилыванию» нуля диаграммы 'направленности. Это, в свою очередь, сопро­ вождается увеличением ширины зоны ближнего фединга.

Поэтому при проектировании антифединговых антенн следует ба­ зироваться на применении' таких схем, которые позволят получить диаграмму направленности с низким (уровнем боковых лепестков при использовании излучающих аюментов со сравнительно большими по­ перечными размерами.

18

2. СХЕМЫ АНТЕНН-МАЧТ С РЕГУЛИРУЕМЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ТОКА

2.1. Схемы и принцип действия

На ряс. 2.1 приведена схема а.нтенны-мачты нижнего питания с регулируемым распределением тока, предложенная Г. 3. Айзенбергом {4]. Антенна-мачта 'состоит из полой металлической мачты, изолированной от земли. .Внутри мачты протянут изолиро­

сопротивление, то распределение тока не -соответствует синусоидаль­ ному. Для антенны нижнего питания 'общий ток, протекающий вдоль антенны, может быть представлен в виде суммы двух составляю­ щих [5]:

резонансных колебаний, а второй — ток, требуемый для поддержа­ ния резонансных колебаний.

19