Антени довгих та середніх хвиль
6-9. АНТЕНИ ДОВГИХ І СЕРЕДНІХ ХВИЛЬ
Для довгих і середніх хвиль земна поверхня зазвичай має хорошу провідність. У поверхні хорошого провідника електричне поле може бути спрямоване тільки перпендикулярно його поверхні. Тому як передавальні, так і приймальні антени для цих хвиль повинні мати розвинену вертикальну частину.
Для того, щоб антена була резонансною і мала досить великий опір випромінювання і к.п.д., розміри її повинні наближатися принаймні до0,25, тобто. на довгих хвилях висота її повинна дорівнювати кільком сотням метрів. Практично вдається побудувати антени (щогли) заввишки трохи більше200-300 м. Тому на хвилях довше1000 м, як правило, доводиться працювати з антенами менше резонансної довжини. Внаслідок цього вхідний опір антени має реактивну складову ємнісного характеру, для компенсації якої послідовно з антеною доводиться включати котушки індуктивності (рис. 6-34,а). Ці котушки називаютьподовжуючими. Опір випромінювання, як видно з графіка, наведеного нарис. 6-5, у антен з малою електричною довжиною дуже мало. У той же час активний опір подовжувальних котушок досить значний. Тому опір втрат в ланцюзі антени стає більше або того ж порядку, що і опір випромінювання, і відповідно до формули (6-7) к.п.д. антени виходить дуже низьким.
Антени довгих та середніх хвиль. а - заземлений вібратор з подовжувальною котушкою; б - Г-подібна антена; в - розподіл струму в антені з котушкою; г - розподіл струму Г-подібної антени; д - Т-подібна антена; е - антена із зірочкою.
На середніх хвилях при роботі антени в широкому діапазоні частот може виявитися, що частота коливань, що підводяться до неї, нижче резонансної. У цьому випадку реактивна складова її вхідного опору має індуктивний характер, і для налаштування антени доводиться застосовувати конденсатор, який прийнято називати коротшим. У загальному випадку ланцюг налаштування діапазонної антени повинен містити як ємність, так і індуктивність. З погляду отримання максимального к.п.д. антени вигідніше, звичайно, працювати з укорочуючим конденсатором, але це не завжди можливо через труднощі, пов'язані зі створенням антен великої довжини.
Застосування елементів налаштування не змінює опору випромінювання антени, що визначається лише її електричною довжиною, і тому під час роботи з короткими антена опір випромінювання завжди невеликий. Внаслідок цього для отримання великої потужності випромінювання у таких антенах доводиться збуджувати великі струми. Малий опір випромінювання призводить також до того, що резонансна характеристика антени стає дуже гострою; внаслідок цього антена буде критична в налаштуванні. Крім того, при низькому опорі випромінювання доводиться особливо ретельно виконувати заземлення нижнього кінця антени, бо інакше різко знижується к.п.д. системи.
Для збільшення к.п.д. замість подовжувальної котушки індуктивності часто збільшують довжину антени до резонансної і згинають її на висоті щогли під прямим кутом, утворивши частиною, що залишилася, горизонтальну ділянку. Така Г-подібна антена випромінює краще, ніж пряма антена з подовжувальною котушкою, але вона вимагає встановлення другої щогли (рис. 6-34,б). Якщо висота підвісу Г-подібної антени невелика, горизонтальна частина її практично не випромінює, такяк вона утворює зі своїм дзеркальним зображенням двопровідну лінію. Зате розподіл струму у випромінюючій вертикальній частині суттєво покращується. У ній укладається частина стоячої хвилі струму, близька до пучності, і пучність піднімається ближче до верхнього кінця випромінюючого дроту.
Збільшити амплітуду струму на верхньому кінці антени можна також, встановивши додаткову горизонтальну частину у вигляді двох горизонтальних променів (Т-подібна антена нарис. 6-34,д) або у вигляді багатьох променів (антена з "зірочкою" нарис. 6-34,е). У всіх випадках горизонтальні елементи утворюють із землею деяку ємність. Завдяки цьому амплітуда струму на кінці вертикальної частини антени вже не дорівнює нулю, і розподіл струму вздовж неї стає рівномірнішим. Площа струму, а отже, і висота антени, що діє, збільшуються.