От передатчика и приемника — к антенне

Под палубой корабля укрыт пост приборов радиолокатора. На верхушке мачты установлена антенна. Как же связать передатчик и приемник с антенной? Ведь предстоит «транспортировать» к антенне энергию сверхвысокой частоты, и это довольно сложная задача. Высокочастотная энергия всюду встречает препятствия. Вот почему необходимо вкратце познакомиться с устройством кабельных и волноводных линий, с их достоинствами и недостатками.

Самым простейшим средством передачи служит открытая двухпроводная линия. Она состоит из двух параллельных проводников, которые с помощью изоляторов расположены на небольшом расстоянии один от другого. Как уже говорилось, такая линия служит «рельсами» для распространяющейся электромагнитной волны. Изготовить такую линию просто, но далеко не всегда ею можно пользоваться. Часть энергии, передаваемой по открытой линии, излучается, не достигая антенны. Кроме того, электромагнитное поле возбуждает токи в металлических предметах, окружающих линию. Это тоже способствует вредным потерям энергии. Чем короче длина передаваемой волны, тем сильнее проявляют себя недостатки открытой линии.

Другой вид линии передачи — коаксиальный кабель. Один из его проводников — центральная жила, другой — металлическая оплетка, окружающая жилу. Для изоляции между ними помещают {97} твердый диэлектрик или изоляционные шайбы. Теперь уже поле, распространяющееся между первым и вторым проводниками, изолировано от внешней среды. Но с укорочением длины волны появляются новые трудности. В заполняющем коаксиальный фидер изоляторе «застревает» большое количество энергии. Даже если изолятор сделан из отдельных шайб, то на сантиметровом диапазоне эти потери становятся слишком большими. Кроме того, часть энергии отражается от шайб, нарушает «порядок» питания антенны. Может случиться электрический пробой между проводниками кабеля. Чаще всего это бывает в месте расположения шайб. Тогда нарушается изоляция кабеля и он приходит в негодность.

Открытая линия и коаксиальный кабель.

Коаксиальные линии используются на дециметровых волнах. С переходом на сантиметровый диапазон их заменили волноводами. Вместо двух проводников остался один — труба. Электромагнитная волна как бы «полилась» по этой трубе. Все недостатки кабеля теперь не дают себя знать. Почему же не используется волновод на более длинных волнах?

Волноводы бывают различной формы. Это могут быть трубы круглого или четырехугольного сечения. Пусть внутрь трубы поданы колебания сверхвысокой частоты. Распространяясь в разные стороны, они наталкиваются на препятствия — стенки

Волноводы.

трубы. Беспрерывно отражаясь, волны находят себе лишь одно направление распространения — вдоль трубы. Но всегда ли это бывает именно так? Оказывается, нет. {98}

Вообразим, что размеры сечения нашего волновода остаются неизменными. В то же время мы постепенно увеличиваем длину волны. Когда эта длина достигнет определенной величины, волна не станет распространяться по волноводу. Это произойдет потому, что электромагнитному полю станет «тесно»; условия, необходимые для его распространения, исчезнут. Пусть, например, взят прямоугольный волновод с сечением, показанным на рисунке (стр. 98), Как только длина волны сделается больше двойного размера широкой стенки,— волновод станет непроходим. Для волны длиной 10 см широкая стенка волновода должна быть шире 5 см. Теперь понятно, почему не применяют волноводы на метровых волнах: понадобились бы трубы огромного сечения.