Простые приёмники АМ сигналов

Сопротивление излучения и действующая высота антенны

Активное сопротивление в точках питания называется сопротивлением излучения RΣ, поскольку в передающей антенне оно как раз соответствует полезным потерям подводимой мощности на излучение. В случае приемной антенны оно является внутренним сопротивлением того эквивалентного генератора, который развивает сосчитанную нами ЭДС ε = Е • hд. Теперь становится понятнее, с чем надо согласовывать входное сопротивление детектора.

Действующая высота антенны получается из следующих соображений (рис. 2.14): если бы ток по высоте антенны не изменялся, то для получения той же эффективности излучения (и приема) антенна должна была бы иметь высоту hд. Математически действующую высоту получают интегрированием функции распределения тока. Для четвертьволновой вертикальной антенны hд = λ / 2π = 0,641LA. Для коротких вертикальных антенн распределение тока приближается к треугольному, а действующая высота - к половине геометрической h = 0,5 LA.

Вертикальная антенна с верхней емкостной нагрузкой

Попытки увеличить собственную длину волны антенны, не увеличивая ее высоты, и привели к появлению антенн с верхней емкостной нагрузкой. Г-образная антенна получается из вертикальной, если ее верхнюю часть согнуть под прямым углом и направить горизонтально. Распределение тока на проводе при этом останется прежним, но принимать волны с вертикальной поляризацией будет только вертикальная часть. Действующая высота при этом тем ближе приближается к геометрической высоте подвеса антенны, чем более развита горизонтальная часть. Распределение тока в вертикальной антенне с горизонтальной частью или любой другой верхней емкостной нагрузкой показано на рис. 2.15. Для таких антенн λ0 = к • LА, где под LА следует понимать суммарную длину вертикальной части и всех проводников горизонтальной части, а коэффициент к ориентировочно определяется по таблице 2.1.

Активное и реактивное сопротивление короткой вертикальной антенны

В большинстве случаев длина волны, на которой работает антенна, значительно больше ее собственной, а сопротивление носит комплексный характер с активной и реактивной составляющими, которые определяются по формулам: ZA = RΣ - jX, RΣ = 1600 (hд/λ)2, X = W ctg (πλ0/2λ), где W - волновое сопротивление провода антенны, равное примерно 400-600 Ом (возрастает для тонких проводов). Ориентировочные зависимости этих сопротивлений для тонкой вертикальной антенны с верхней емкостной нагрузкой от соотношения λ0/λ показаны на рис. 2.16.

Таблица 2.1 Коэффициенты для определения собственной длины волны антенны

Антенна

к

Вертикальная

4

Г-образная с короткой горизонтальной частью

4,5-5

Г-образная с длинной горизонтальной частью

5-6

Т-образная с длинной горизонтальной частью

6-8

Зонтичная с 4-6 лучами

6-10

Для антенн, работающих на волнах длиннее собственной, реактивное сопротивление носит емкостный характер,Эквивалентная схема антенной цепи сильно возрастая с укорочением антенны (поскольку уменьшается емкость). Для его компенсации в цепь антенны включают индуктивность (удлиняющую катушку), и эквивалентная схема антенной цепи приобретает вид, показанный на рис. 2.17. Заметим, что она ничем не отличается от схемы колебательного контура, настроенного в резонанс с частотой источника ЭДС! Добротность получившегося контура может быть очень высокой, поскольку реактивное сопротивление намного больше активного.

Читать дальше - Мощность, отдаваемая антенной без потерь