Особенности распространения радиоволн. Основные определения и электрические параметры антенн, страница 12

Совокупное взаимодействие пары излучателей реальный —фиктивный   может быть принципиально различным и определяться поляризацией реального излучателя (вибратора). Идеально проводящая плоскость, над которой расположен вертикально поляризованный вибратор, заменяется синфазным фиктивным излучателем, а в случае горизонтально поляризованного вибратора — противофазным. На рис. 3 это обстоятельство помечено знаками   ( + ) — ( + )   и   ( + ) — (—).

Обратимся к рис. 4, на котором изображена плоская идеально проводящая поверхность S, над которой на высотах h₁и h₂расположены электрические центры передающего (в точке А) и приемного (в точке Б) вибраторов. Согласно принципу зеркального отображения в точке А' находится фиктивный передающий вибратор на высоте h₁ от поверхности S. Расстояние между точками А и Б равно r. Расстояние между точками А' и Б равно r₂ = r'₁ + r'₂. Разница в расстояниях Dr = r₂ — r₁ . Поле в точке Б формируется в результате суперпозиции прямой волны, идущей от точки А к точке Б и отраженной волны, идущей от точки А' (точка А' фиктивная) тоже к точке Б. На самом деле отраженная волна есть волна, идущая от точки А к некоторой точке на поверхности S и от нее к точке Б. Более точно надо говорить не о точке отражения на поверхности S, а о некоторой области, существенной для отражения. Эту область нетрудно построить, основываясь на понятии зон Френеля. Для трассы: мнимый источник— точка Б могут быть построены эллипсоиды (пространственные зоны Френеля), один из которых соответствует уже знакомой области, существенной для распространения радиоволн. В сечении этого эллипсоида поверхностью земли и образуется эллипс, соответствующий области. На рис. 4 она заштрихована. Ее размеры тем больше, чем ниже размещены антенны над землей.

Рельеф местности в пределах этой области влияет на амплитуду и фазу отраженной волны, а следовательно, и на результирующее поле в точке 5.

В реальных условиях h₁ и h₂много меньше, чем r₁. Поэтому площадка, на которой происходит отражение, оказывается очень вытянутой вдоль трассы. При h₁ = 0 и h₂= 0 области, существенные для распространения прямой и отраженной волн, совпадают, т. е., попросту говоря, отраженная волна перестает существовать.

Наличие прямой и отраженной волн видоизменяет диаграмму направленности вибратора, расположенного над землей, в вертикальной плоскости. Так как фазы отраженных волн вертикальной и горизонтальной поляризаций отличаются одна от другой примерно на 180° (для идеальной поверхности точно на 180°), то при прочих равных условиях (при одной и той же длине волны, высоте подъема антенны, типе антенн и т. п.) там, где для горизонтально поляризованной волны образуется минимум поля, для вертикально поляризованной, наоборот, будет максимум.

Основной интерес представляют случаи больших расстояний от телецентра, когда прием телевизионных сигналов происходит под малыми углами (практически нулевыми к плоскости горизонта, для которых разность хода Дл прямого и отраженного лучей близка к нулю). Для горизонтальной поляризации этому направлению соответствует интерференционный минимум, а для вертикальной — максимум.

Данное обстоятельство свидетельствует в пользу антенн вертикальной поляризации, делает менее критичной высоту их размещения' над землей при условии, что в направлении на телецентр нет затеняющих препятствий.

Общим для всех антенн, поднятых над землей на высоту нескольких длин волн, является многолепестковый характер их диаграмм направленности. Степень изрезанности диаграммы направленности зависит от высоты подвеса антенны, а характер кривой, огибающей максимум боковых лепестков, от диаграммы направленности той же антенны, при условии ее размещения в свободном пространстве.

СИММЕТРИЧНЫЕ И НЕСИММЕТРИЧНЫЕ АНТЕННЫ

Антенные устройства по способу питания подразделяются на два больших класса: симметричные и несимметричные.