Вертикальный диполь

Система, представляющая собой вибратор, расположенный перпендикулярно к проводящей плоскости, обладает следующими свойствами.

1. Вибратор имеет свойства сферического излучателя (т. е. такие же свойства, какие описаны в п. 1—3 для горизонтального вибратора, расположенного над экраном).

2. Из-за того, что фазы возбуждения основного вибратора и его зеркального изображения совпадают, максимум диаграммы направленности ориентирован вдоль плоскости экрана (см. рис. 2.70).

3. Диаграммы направленности данной системы в горизонтальной плоскости представляют собой окружности. Диаграмма направленности в вертикальной плоскости может иметь двух- или многолепестковую структуру.

4. Увеличение высоты подвеса вибратора над экраном приводит к увеличению числа боковых лепестков.

5. Амплитуда напряженности поля Еm такой системы определяется как диаграммой направленности самого вибратора, так и множителем комбинирования: $$\begin{equation} E_m=\frac{60I_m}{r}f\left(\theta\right)f\left(\delta\right)=\frac{60I_m\left(\cos\left(\dfrac{\pi{l}}{r}\sin\delta\right)-\cos\left(\dfrac{\pi{l}}{\lambda}\right)\right)}{r\cos\delta}2\cos\left(kh\sin\delta\right) \end{equation}\tag{2.167}$$

На рис. 2.74 сплошной линией даны графики диаграмм направленности вертикального вибратора, расположенного над бесконечным идеально проводящим экраном, при различных высотах подвеса вибратора.

6. Ослабление отраженной вертикально поляризованной волны, зависящее от проводимости σ почвы и ее диэлектрической проницаемости εr, сильно увеличивается с уменьшением угла δ. Поэтому приземная волна, т. е. волна, распространяющаяся вдоль по верхности земли, оказывается сильно ослабленной. По этой же причине, ближний к земле максимум реальной диаграммы направленности (пунктирная линия на рис. 2.74), положение которого определяется параметрами σ и εr почвы, меньше по уровню, чем в случае идеального экрана.

Рис. 2.74. Диаграммы направленности полуволнового вертикального вибратора для различных высот его подвеса

Полуволновый вертикальный диполь редко используется в радиолюбительской практике. Обычно используется несимметричный вертикальный вибратор, длина которого l лежит в пределах λ/8≤l≤2λ. На рис. 2.75 приведены диаграммы направленности таких антенн. Эти диаграммы соответствуют случаю расположения вибратора над идеально проводящим экраном. Отметим, что использование таких антенн требует применения специальной развитой системы заземления. Более подробные сведения по этому вопросу можно найти в § 5.1.

Рис. 2.75. Диаграммы направленности вертикального вибратора, расположенного над идеальным экраном