Диаграмма направленности

Свойство антенны распределять по определенному закону электромагнитную энергию в пространстве характеризуется ее диаграммой направленности. {38}

Проделаем следующий опыт. Поместим обыкновенный полуволновый вибратор, расположенный горизонтально над поверхностью земли, в центр большого круга. Присоединим вибратор к передатчику, а вместе с приемником обойдем круг, записывая величину электромагнитного поля по показаниям специального прибора.

Построение диаграммы направленности полуволнового вибратора.

Затем, перенеся изображение вибратора в центр листа бумаги, будем стрелками изображать в соответствующих направлениях от центра величины показаний прибора. Если концы этих стрелок обвести сплошной линией, то получится фигура, подобная восьмерке (см. рисунок). Это и есть диаграмма направленности обыкновенного вибратора в горизонтальной плоскости. Она показывает два направления максимального излучения, о которых мы уже {39} говорили раньше, а также показывает, что вдоль «усов» вибратора излучение отсутствует.

Диаграмма направленности директорной антенны должна иметь форму «лепестка», сильно вытянутого в сторону максимального излучения.

Но если по тому же методу «снять» диаграмму, то будет обнаружена группа маленьких, расходящихся веером дополнительных лепестков. Соотношение величин этих лепестков и показывает, во сколько раз больше или меньше антенна излучает энергии в одном направлении по сравнению с другими.

Читателю уже понятно, что по смыслу диаграмма направленности — это пространственная фигура.

Чтобы составить диаграмму вибратора, мы обходили его по окружности в горизонтальной плоскости. Если бы нам удалось

Диаграмма направленности директорной антенны.

поднять вибратор на большую высоту и «обойти» его по окружности в вертикальной плоскости, то показания прибора «начертили» бы окружность. Зная диаграммы в обеих плоскостях, легко представить себе и пространственную диаграмму. Так, излучение полуволнового вибратора захватывает все области, за исключением двух конусов, вытянутых вдоль стержней.

Пространственные диаграммы радиолокационных антенн напоминают по форме тупоносые «сигары». Иногда круглые, иногда сильно сжатые с боков, они изображают собой основную область концентрации полезно используемой энергии. Боковые лепестки изображают добавочные «вредные» области побочного излучения. Это бесполезное использование энергии стремятся снижать до минимума.

Луч радиолокатора постепенно «просматривает» пространство, окружающее станцию. Но все ли участки доступны этому лучу? Нет ли областей, куда не проникает зоркий «глаз» радиолокатора?

Для некоторых радиолокационных станций такие области или зоны могут существовать. Например, если луч не обладает очень острой направленностью, то при низко расположенной над землей антенне он будет «задевать» землю. Лучи, отраженные от земли, складываясь с остальными, как бы приподнимут диаграмму станции. На небольших «углах места» вокруг станции образуется своеобразная мертвая зона, в которую луч не проникает. Зная об этом, {40} летчик, ведя самолет на небольшой высоте, может приблизиться к такой станции незамеченным.

Обычно диаграмма направленности станций метрового диапазона под влиянием интерференции расслаивается. Появляются отдельные «провалы». Диаграмма приобретает лепестковый характер. Для заполнения провалов иногда применяют специальные антенны. Место установки таких станций приходится выбирать очень

Высота расположения антенны станций метрового диапазона сильно влияет на расположение зоны облучения. Чем ниже антенна, тем выше «поднимается» диаграмма антенны.

тщательно. Необходима совершенно ровная площадка большого радиуса. На новом месте станции необходимо осуществлять специальные полеты для проверки собственной диаграммы излучения станции.

Но интерференция с отраженными от земли лучами не всегда мешает работе радиолокатора. Иногда, наоборот, это свойство оказывается полезным. Так, например, использование двух смещенных по высоте антенн применяется для определения угла места, позволяет заполнять провалы в диаграммах направленности.

Таким образом, станции метрового диапазона — не очень надежный «заполнитель» окружающего пространства электромагнитной энергией. Влияние земли, плохо поддающееся учету, меняющееся от места к месту, способствует образованию неожиданных провалов в диаграмме, появлению «мертвых зон».

Иначе обстоит дело на сантиметровых волнах. Здесь уже можно практически избавиться от влияния земли, обеспечить «постоянные» {41} диаграммы излучения, «прощупывающие» зону наблюдения от самых низких углов возвышения.