Коротковолновые антенны/ Г. 3. Айзенберг, С. П. Белоусов, Э. М. Журбенко и др.; Под ред. Г. 3. Айзенберга. — 2-е, перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1985.— 536 с.,.ил.
Отражен прогресс в теории и технике антенных устройств коротковолнового диапазона за период 1963—1983 гг. По сравнению с первым изданием книги (М.: Связьиздат, 1962) большая часть материала является новой, старый материал кардинально переработан с учетом последних достижений науки и техники.
Освещены вопросы теории и расчета, основные конструктивные и электрические параметры антенн, применяемых для радиосвязи и радиовещания. Изложены еведения по линиям питания, методам настройки и согласования антенн с питаю-.щей фидерной линией, методам синтеза согласующих трансформаторов. Рассмотрены вопросы теории и приведены практические данные новых вариантов синфазных диапазонных антенн, самодополнительных и логопериодических антенн антенн с круговой диаграммой направленности и др. Существенно дополнень материалы по симметричным и несимметричным вибраторам, антеннам бегуще{ волны, ромбическим антеннам и др.
Для научных работников, рекомендуется инженерам, занятым расчетом, про ектированием и эксплуатацией антенн.
Табл. 23, ил. 563, библ. 24 назв.
Предисловие
Настоящая книга является результатом переработки монографии «Коротковолновые антенны» Г. 3. Айзенберга, изданной в 1962 г.
За прошедшее время теория и техника коротковолновых антенн получили большое развитие. Это вызвало необходимость существенной переработки монографии. Основное внимание в данной книге, как и в предыдущей, уделено профессиональным коротковолновым антеннам, применяемым для радиосвязи и радиовещания. При переработке книги в нее включен ряд новых глав, некоторые старые главы и разделы исключены, остальные главы
кардинально переработаны.
Расширен материал по несимметричным и связанным линиям. Большее внимание уделено вопросам согласования антенны с фидером. Добавлена глава, посвященная методам расчета согласующих ступенчатых линий для работы в нескольких дискретных диапазонах, немонотонных ступенчатых линий уменьшенной длины и ступенчатых трансформаторов, выполняемых из отрезков соединяемых линий, т. е. без использования промежуточных значений '.волновых сопротивлений. Более (подробно рассмотрена теория согласующих линий с плавно меняющимся 'волновым сопротивлением. Добавлена глава, посвященная методам .расчета ступенчатых переходов для согласования питающей линии с комплексной нагрузкой, (в частности с вибратором.
Добавлена глава, посвященная современным строгим и приближенным методам анализа проволочных антенн. Существенно расширена глава, посвященная симметричным горизонтальным вибраторам (новые модификации выполнения вибраторов, плоские горизонтальные вибраторы, антенны зенитного излучения). Приведены уточненные на основе строгих методов расчетные данные по электрическим параметрам и др.
Описаны новые, более совершенные конструкции вертикальных вибраторов. Приведены формулы .и графики для расчета напряженности поля при распространении радиоволн вдоль земли, но-'вые более совершенные варианты синфазных горизонтальных диапазонных антенн (антенны с активным диапазонным рефлектором, антенны, питаемые несимметричным фидером, поворотные многовибраторные антенны, симметрирующие устройства в фздеряых
з
Оглавление
Предисловие................. 3
Список основных обозначений............. 5
Глава 1. Теория однородной линии .......... 7
1.1. Свойства волны ТЕМ.............. 7
1.2. Телеграфные уравнения. Связь между токами и напряжениями в Линии ................... 8
1.3. Коэффициент отражения. Коэффициент бегущей волны .... 11
1.4. Эквивалентное и входное сопротивления. Пересчет сопротивления вдоль линии................ 13
Глава 2. Многопроводные, несимметричные и связанные линии ... 14
2.1. Общие замечания............... 14
2.2. Распределенные постоянные и волновые сопротивления связанных линий. Методы расчета............. 16
2.3. Дифференциальные уравнения связанных линий...... 21
2.4. Синфазные и противофазные волны.......... 24
2.5. Линии с потерями............... 25
2.6. Примеры расчета несимметричных линий........ 30
2.7. Направленные ответвители............ 31
Глава 3. Ступенчатые переходы для согласования активных сопротивлений ................ 37
3.1. Основные соотношения. Виды характеристик....... 37
3.2. Методы синтеза............... 46
3.3. Ступенчатые переходы для нескольких рабочих диапазонов ... 54
3.4. Немонотонные ступенчатые переходы. Переходы малой длины. Переходы без промежуточных значений волновых сопротивлений ... 60
Глава 4. Ступенчатые переходы для согласования комплексных нагрузок 67
4.1. Общие соотношения.............. 67
4.2. Согласование в дискретных точках.......... 71
4.3. Согласование в непрерывном рабочем диапазоне ...... 74
4.4. Учет многократных отражений........... 79
4.5. Согласование вибраторов с питающей линией....... 80
4.6. Ограничения при согласовании комплексных нагрузок..... 90
Глава 5. Плавные переходы............ 92
•и
5.1. Общие соотношения.............. 92
5.2. Экспоненциальный переход............ 95
5.3. Оптимальные" переходы............. 96
Глава 6. Общая теория проволочных антенн........ 98
6.1. Постановка задачи об излучении проволочных антенн..... 98
6.2. Интегральное уравнение Галлена для симметричного электрического вибратора................. 99
6.3 Методы решения уравнения Галл.ена.......... 102
6.4. Анализ распределения токов в системе вибраторов..... 107
6.5. Метод наведенных ЭДС............. 111
6.6. Применение метода наведенных ЭДС.......... 115
6.7. Обобщенный метод наведенных ЭДС......... 121
6.8. Расчет электрических характеристик сложных антенн..... 123
6.9. Сравнение различных методов и некоторые результаты расчетов . . 126
531
Глава 7. Излучение проволочных антенн........ .
7.1. Расчет поля излучения. Диаграмма направленности антенной решетки пч
7.2. Влияние земли на диаграмму направленности антенны ... р.
7.3. Строгие формулы напряженности поля вибратора при распростране-
нии радиоволны вдоль земли.......... ,,-
Глава 8. Основные электрические параметры, характеризующие передающие и приемные антенны......... 146
8.1. Диаграмма направленности........... 14fi
8.2. Коэффициент направленного действия........ j^S
8.3. Коэффициент полезного действия. Коэффициент усиления . . . \ 149
8.4. Действующая длина. Эффективная площадь. Сопротивление . . . 149
8.5. Применение принципа взаимности для анализа приемных антенн . 151
8.6. Помехозащищенность приемных антенн......... 154
Глава 9. Основы и методы конструирования коротковолновых антенн 156
9.1. Необходимый диапазон длин волн.......... 15g
9.2. Углы наклона лучей, достигающих места приема..... 157
9.3. Девиация лучей............... щ
9.4. Эхо и замирание. Избирательное замирание....... 161
9.5. Основные требования, предъявляемые к передающим антеннам, и методы их конструирования............ 163
9.6. Требования, предъявляемые к приемным антеннам . . . . . . 167
Глава 10. Симметричный горизонтальный вибратор . . . . . . 168
10.1. Описание и условные обозначения.......... 168
10.2. Диаграмма направленности........... 168
10.3. Сопротивление излучения............ 171
10.4. Входное сопротивление............. 172
10.5. Коэффициент направленного действия и коэффициент усиления 175 .10.6. Максимально допустимая мощность в симметричном вибраторе 176
10.7. Диапазон использования симметричного горизонтального вибратора 177
10.8. Конструктивное выполнение вибратора из тонкого провода . . 178 "10.9. Вибраторы с пониженным волновым сопротивлением . . . . 179
10.10. Петлевые вибраторы............. 181
10.11. Антенны кругового излучения........... 184
10.12. Плоские горизонтальные вибраторы......... 186
10.13. Антенны зенитного излучения........... 190
10.14. Вибратор с рефлектором или директором....... 194
Глава 11. Вертикальные симметричные и несимметричные вибраторы 201
11.1. Применение вертикальных вибраторов........ 201
11.2. Распределение тока и входное сопротивление ...... 202
11.3. Диаграмма направленности, коэффициент полезного действия, коэффициент усиления.............. 204
11.4. Конструктивное выполнение............ 210
11.5. Конические вибраторы............. 212
Глава 12. Синфазные горизонтальные диапазонные антенны . . . 224
12.1. Схема антенны и условные обозначения........ 224
12.2. Анализ секции антенны СГДРА.......... 225
12.3. Направленные свойства антенн СГДРА........ 228
12.4. Методика анализа и направленные свойства антенн СГДРН и СГДРАД................ 230
12.5. Выбор основных геометрических параметров синфазных антенн. Диапазон использования............ 231
12.6. Четырехэтажные антенны СГДРА с проволочными вибраторами 233
12.7. Восьмиэтажные антенны с проволочными вибраторами .... 239
12.8. Антенны СГД с жесткими вибраторами........ 241
12.9. Поворотная антенна СГДРА........... 246
.532
^12.10. Синфазные антенны со спаренными вибраторами..... 250
J 12.11. Антенны с пассивным настраиваемым рефлектором..... 251
!, 12.12. Антенны с активным диапазонным рефлектором...... 252
12.13. Двухэтажные синфазные антенны.......... 258
12.14. Синфазные антенны, питаемые несимметричным фидером . . . 259
12.15. Антенна с малоизменяющейся шириной диаграммы направленности
! в горизонтальной плоскости ........... 262
12.16. Использование симметрирующих устройств в фидерных трактах синфазных антенн............... 263
Глава 13. Синфазные антенны из плоских вибраторов, основанные на
принципе самодополнительности........ 264
13.1. Схема и принцип работы............ 264
13.2. Антенна СГДП 2,8/4,5 РА............ 266
13 3. Антенны СГДП, предназначенные для замены типовых антенн
СГДРА................. 269
13.4. Антенные решетки с широким сектором сканирования .... 271
13.5. Слабонаправленные антенные решетки........ 275
13.6. Электрическая прочность синфазных антенн....... 276
Глава 14. Ромбические антенны . .......... 277
14.1. Описание и принцип действия........... 277
14.2. Направленные свойства ромбических антенн....... 280
14.3. Коэффициенты полезного действия и усиления...... 281
14.4. Выбор размеров ромбической антенны ...:.... 283
14.5. Электрические характеристики ромбических антенн..... 285
14.6. Двойная ромбическая антенна.......... 295
14.7. Диапазон использования ромбических антенн...... 302
14.8. Согнутая ромбическая антенна.......... 303
14.9. Конструктивное выполнение........... 308
Глава 15. Антенны бегущей волны.......... 312
15.1. Описание антенны и ее условные обозначения...... 312
15.2. Принцип действия антенны бегущей волны....... 314
15.3. Оптимальная фазовая скорость распространения волны в собирательной линии............... 315
15.4. Выбор геометрических размеров антенны, характера и величины элементов связи............... 317
15.5. Расчет электрических характеристик антенны бегущей волны . . 320
15.6. Электрические характеристики антенн бегущей волны с активными элементами связи............. • • 323
15.7. Сложные антенны бегущей волны с управляемой диаграммой направленности ...........г''*'"' QQQ
15.8. Электрические характеристики сложных антенн бегущей волны 6ЛЛ
15.9. Фазирующее устройство для управления диаграммой направленности антенны. ЗБС2............. 337
15.10. Вертикальная антенна бегущей волны........ч -MS
15.11. Конструктивное выполнение антенн бегущей волны....." 34^
Глава 16. Логопериодические антенны........• 344
16.1. Схемы и принцип действия логопериодических антенн . 344
16.2. Применение логопериодических антенн в коротковолновом диапазоне волн................ 350
16.3. Расчет электрических характеристик логопериодических антенн . . йо^ 16А. Электрические характеристики плоских наклонных логопериодических антенн с нормальной поляризацией излучаемого поля . . . 353
16.5. Электрические характеристики плоских логопериодических антенн с
параллельной поляризацией излучаемого поля . . - . • • 365
533
16.6. Варианты логопериоднческих антенн с вертикально ориентированными полотнами.............. 369
16.7. Конструктивное выполнение лого периодических антенн .... 377 Глава 17. Однопроводная, двухпроводная и сложные антенны бегущей
волны..........•..... 385
17.1. Схема и принцип действия однопроводной антенны бегущей волны 385
17.2. Расчетные формулы............. 386
17.3. Выбор размеров антенны............ 388
300
17.4. Электрические параметры антенны ОБ—- . . ..... 393
100
17.5. Электрические параметры антенны ОБ—....... 397
2,5
17.6. Многопроводные и сложные антенны бегущей волны .... 397
17.7. Конструктивное выполнение антенны ОБ........ 400
Глава 18. Кольцевые антенны............ 401
18.1. Однокольцевые антенные решетки.......... 401
18.2. Многокольцевые антенные решетки......... 404
18.3. Круговая антенна с апериодическим рефлектором..... 405
18.4. Анализ направленных свойств круговой антенны с апериодическим рефлектором.......•......". 407
18.5. Влияние геометрических параметров антенны на ее характеристики 412 Глава 19. Разнесенный прием............ 418
19.1. Пространственное разнесение........... 418
19.2. Поляризационное разнесение........... 420
19.3. Разнесение по углу места............ 421
Глава 20. Фидерные линии передающих и приемных антенн . . . 424
20.1. Требования к фидерным линиям передающих антенн .... 424
20.2. Типы фидерных линий передающих антенн и их условные обозначения .................. 425
20.3. Волновое сопротивление фидеров.......... 427
20.4. Конструктивное выполнение фидеров ......... 435
20.5. Максимальные напряжения, токи и напряженность электрического
поля в линии .................
Максимальная мощность, пропускаемая фидером . . . . . 437
20.7. Пути увеличения пропускаемой мощности ....... 440
' '-----------------~~т.лт>,ч ТТОЙ^ТПИЯ......... 441
~?\1.1. Пути ync.riii4.-nn,, ..,---_,___
20.8. Коэффициент полезного действия.......... -п.
20.9. Коэффициент асимметрии............ 444
20.10. Фидеры приемных антенн............ 445
Глава 21. Многократное использование антенн....... 446
21.1. Принципы построения систем многократного использования передающих антенн.............. . 446
21.2. Системы многократного использования с резонансными шлейфами 447
21.3. Системы многократного использования антенн с мостовыми устройствами ................. 449
21.4. Схемы многократного использования антенн, основанные на применении направленных ответвителей.......... 4.о1
21.5. Использование одной антенны для работы в двух направлениях 453
21.6. Принципы построения систем многократного использования приемных антенн................454
Глава 22. Антенная коммутация...........456
22.1. Коммутация передающих антенн........^ . . 456
22.2. Принципы построения схем антенных коммутаторов .... 458
22.3. Переключатели...............465
22.4. Коммутация приемных антенн..........472
22.5. Молниезащита................479
534
Глава 23. Измерения и настройка антенн........ 481
, 23.1. Приборы для измерения параметров антенн....... 481
23.2. Методика измерений основных параметров передающих антенн и
фидерных линий.............. 483
: 23.3. Настройка фидеров на режим бегущей волны...... 488
J. 23.4. Настройка фидера на режим бегущей волны на нескольких рабочих
i- частотах................. 491
I 23.5. Измерение параметров приемных антенн........ 493
дед
'', 495
495
При—' 4. Граф»» — -Р •»
— ™- - - *>»
508
«,
антенн ...-•• пешетках симметричных
°
• - 55;67
С.2. Изоляторы и провода • • ?29
Список литературы .-••'•'
Цена: 300руб.
