Введение

Тип радиоантенны

Антенна типа «Т», или плоская антенна, представляет собой монопольную радиоантенну, состоящую из одного или нескольких горизонтальных проводов, подвешенных между двумя опорными радиомачтами или зданиями и изолированных от них на концах. Близкородственной антенной является антенна с перевернутым L. Она аналогична антенне типа «Т», за исключением того, что вертикальный питающий провод, вместо крепления к центру горизонтальных верхних проводов, прикреплен к одному концу. Название происходит от её сходства с перевернутой буквой «L» (Γ). Антенна типа «Т» является всенаправленной, излучая одинаковую радиомощность во всех азимутальных направлениях, в то время как антенна с перевернутым L – направленная, с максимальной радиомощностью, излучаемой в направлении верхнего провода, от конца с прикрепленным питающим проводом. Антенны типа «Т» и с перевернутым L обычно используются в диапазонах VLF, LF, MF и коротких волн и широко применяются в качестве передающих антенн для любительских радиостанций, а также для станций AM-вещания на длинных и средних волнах. Они также могут использоваться в качестве приемных антенн для прослушивания коротких волн. Они функционируют как монопольные антенны с ёмкостной верхней нагрузкой; другие антенны этой категории включают антенны типа «зонт» и триактические антенны. Они были изобретены в первые десятилетия развития радио, в эпоху беспроводной телеграфии, до 1920 года.

Пропускная способность hat

[[Файл:T антенна против вертикальной антенны. svg|thumb|upright=1.5|Распределение ВЧ-тока (красным цветом) в вертикальной антенне-монополе «a» и Т-образной антенне «b», показывающее, как горизонтальный проводник повышает эффективность вертикального излучающего проводника. Вертикальный излучающий проводник часто имеет очень малую электрическую длину: всего лишь небольшую часть длины волны или меньше. Электрически короткая антенна имеет емкостное реактивное сопротивление у основания, и хотя емкостная нагрузка на вершине уменьшает емкостное реактивное сопротивление у основания, обычно сохраняется некоторая остаточная емкость. Для передающих антенн требуется компенсация этого реактивного сопротивления путем добавления индуктивного реактивного сопротивления с помощью согласующей катушки, чтобы обеспечить эффективную подачу энергии на антенну.

Образец излучения

Поскольку вертикальный проводник является фактическим излучающим элементом, антенна излучает вертикально поляризованные радиоволны в всенаправленной диаграмме направленности, с одинаковой мощностью во всех азимутальных направлениях. Ориентация горизонтального проводника не имеет существенного значения. Мощность максимальна в горизонтальном направлении или под малым углом возвышения, уменьшаясь до нуля в зените. Это делает антенну эффективной на НЧ и СЧ частотах, которые распространяются в виде наземных волн с вертикальной поляризацией, но она также излучает достаточно энергии под большими углами возвышения, чтобы быть полезной для дальней связи посредством отражения от ионосферы ("skip"). Плохая проводимость земли обычно приводит к наклону диаграммы направленности вверх, при этом максимальная сила сигнала достигается под большим углом возвышения.

Антенны-передатчики

В более длинных диапазонах длин волн, где обычно используются T-образные антенны, электрические характеристики антенн, как правило, не критичны для современных радиоприемников; прием ограничивается естественным шумом, а не мощностью сигнала, принимаемого антенной. Если антенна достаточно длинная, она полностью устраняет реактивное сопротивление и исключает необходимость в согласующей катушке в точке подключения. На средних и низких частотах высокая емкость антенны и высокая индуктивность согласующей катушки, по сравнению с низким излучением короткой антенны, приводят к тому, что согласованная антенна ведет себя как колебательный контур с высоким коэффициентом качества (Q) и узкой полосой пропускания, в пределах которой она остается хорошо согласованной с линией передачи, в отличие от монополя. Для работы в широком диапазоне частот согласующая катушка часто должна быть регулируемой и подстраиваться при изменении частоты для ограничения мощности, отражаемой обратно к передатчику. Высокий Q также вызывает высокое напряжение на антенне, которое достигает максимума в точках тока на концах горизонтального провода, примерно в Q раз превышая напряжение в точке подключения. Изоляторы на концах должны быть рассчитаны на выдерживание этих напряжений. В мощных передатчиках выходная мощность часто ограничивается началом коронного разряда на проводах.

Антенна с многократной настройкой

Многонастроенная плоская антенна является вариантом антенны типа «Т», используемой в мощных низкочастотных передатчиках для снижения потерь мощности в земле. Она состоит из длинной ёмкостной верхней нагрузки, образованной несколькими параллельными проводами, поддерживаемыми линией передающих вышек, протяжённость которой может достигать нескольких миль. От верхней нагрузки свисают несколько вертикальных излучающих проводов, каждый из которых соединен со своей землей через нагрузочную катушку. Антенна подключается либо к одному из излучающих проводов, либо, чаще, к одному концу верхней нагрузки, подводя провода верхней нагрузки по диагонали к передатчику. Несмотря на то, что вертикальные провода разделены, расстояние между ними мало по сравнению с длиной низкочастотных волн, поэтому токи в них находятся в фазе, и их можно рассматривать как единый излучатель. Поскольку ток антенны поступает в землю через N параллельных нагрузочных катушек и заземлений, а не через одно, эквивалентное сопротивление нагрузочной катушки и заземления, а следовательно, и мощность, рассеиваемая в нагрузочной катушке и заземлении, уменьшается по сравнению с простой антенной типа «Т». Эта антенна использовалась на мощных радиостанциях эпохи беспроводной телеграфии, но вышла из употребления из-за высокой стоимости нескольких нагрузочных катушек.