12º. Ввиду широкого распространения в России изогнутых антенн и производных этого класса, как на местных, так и на полевых радиостанциях, ниже приводится возможно полное описание опытов, произведённых с такими антеннами в целях ориентированного приема и излагается ряд теорий направляющего приемного действия изогнутых антенн. Не говоря уже о том, что большинство этих теорий появляется в русском изложении впервые, последовательное помещение их не безинтересно уже потому, что познакомит читателя с попытками ученых об'яснить один и тот же резко выраженный и всеми наблюдаемый факт с самых разнообразных точек зрения.
А. Описание опытов, произведенных с антеннами типа изогнутых, как ориентированными приемниками.
13º. Несмотря на установившееся в практике радиотелеграфа название "изогнутая антенна Маркони", честь изобретения и первого применения такой антенны для ориентированных приема и передачи принадлежит французу Гарсиа. Последний с успехом работал такими антеннами еще в 1900 году близ Дижона (французский патент 1900 г., № 301264 и американский — 1905 г. № 795762). Он наблюдал, между прочим, изменение излучения изогнутой антенны, как функцию угла и нашел, что прием не мог производиться на станциях, удаленных на 45º от положения максимума.
14º. Применение изогнутой антенны для ориентированного приема электромагнитных волн было вновь предложено в 1904 г. Де-Форестом, показавшим, что наибольшее действие волноуказателя D (черт. 4 стр. 290), введенного в вертикальную часть BE этой системы, имеет место при направлении волн, отмеченном на чертеже стрелкой. Де-Форест в письме в редакцию "The Electrician", ссылаясь на свой американский патент от 11 окт. 1904 г. за № 771819, претендует на приоритет в открытии направляющего действия изогнутой антенны "Маркони". Такие антенны он, Де-Форест, монтировал на вертикальной оси и употреблял их в качестве "локализаторов" или отыскивателей направления источника волн, при чем направляющие свойства горизонтального (или приблизительно горизонтального) провода, заземленного на одном конце или не заземленного, при соответствующим приемном устройстве, были открыты, по утверждению Де-Фореста, им еще за год до получения патента1).
15º. В 1906 году Маркони сделал свой знаменитый доклад перед Королевским Обществом в Лондоне: "О методах, при которых излучение электрических волн может быть сосредоточено преимущественно в определенных направлениях, и при которых способность к приему электромагнитных волн на данной приемной, антенне ограничивается условием поступления электромагнитных волн с определенных направлений." (2). В этой работе Маркони, указывая, что при изогнутой антенне его системы максимальное излучение достигается в направлении AB (черт. 4), а минимальное под углом приблизительно 100º в обе стороны от плоскости А'В', переходит к условиям приема такой антенной, при чем выражает результат своих наблюдений в таких словах: "Если горизонтальный проводник достаточной длины расположен на коротком расстоянии от земли и соединен на одном конце через соответствующий детектор с землей, то такая антенна будет принимать с наибольшей силой только тогда, когда передатчик расположен в вертикальной плоскости вышеупомянутого горизонтального проводника и в таком направлении, чтобы соединенный с детектором и землей конец антенны первым встречал приходящую волну. Если же такой горизонтальный проводник вращать в горизонтальной плоскости вокруг его заземленного конца, то может быть определено местонахождение или направление передающей станции по изменению интенсивности приема." В опытах Маркони были применены два типа антенн: изогнутые и простые вертикальные. Испытания эти в части, касающейся ориентированного приема, дали следующие результаты (как детектор служили: для коротких расстояний термогальванометр Дудделя, для больших — магнитный детектор).
а) 1-ая серия опытов. Изогнутые антенны у передатчика и приемника.
Длина горизонтальной части обоих антенн была по 200 мт, а вертикальной части у приемной антенны 1 мт, у передающей 15 мт; при длине искры около 2 см было получено: в направлении максимального эффекта отчетливые сигналы слышны на расстоянии 12 км. В направлении под углом около 90º к указанному, уже на расстоянии 12 км никакого приема; при расстоянии 5 км в этой же плоскости - слабые сигналы.
В следующей серии опытов отправительной антенной служили 4 провода — каждый длиною 330 мт, отделенные друг от друга расстояниями в 1,4 мт и поднятые на высоту 20 мт над землею. Провода эти соединены обычными вертикальными проводами с искровым генератором. Длина искры 3 см; приёмник же состоял из одного провода длиною 200 мт изолированного, лежавшего на земле и соединенного через синтонизирующую катушку с магнитным детектором и землей. Результаты: в то время, как при положении провода в одной вертикальной плоскости с антенной передатчика и притом в наилучшем направлении (т. е. дающем наибольший эффект) сигналы были приняты на расстоянии 160 км, при отклонении приемника и передатчика на 45º даже на расстоянии 150 км не было ничего принято. При отклонении на 25º от наилучшего положения были приняты очень слабые сигналы. Этот же опыт при испытаниях на коротких расстояниях дал результаты, представленные диаграммой B (см. чертеж 5 стр. 291).3)
б) 2-ая серия опытов. Передатчик типа обычной вертикальной антенны, приемник изогнутая антенна.
В Клифдене (Ирландия) помощью горизонтального провода 230 мт длины, положенного на землю и соединенного одним концом с магнитным приемником и землей, оказалось возможным принимать ясно и отчетливо все сигналы, передаваемые станцией в Польдью (500 мт расстояния) в том лишь случае, если заземленный конец провода был обращен в направлении к Польдью. Уже при положении приемной антенны, составляющем угол с линией Клифден — Польдью, больший 35º, никаких сигналов не получалось.
В другом опыте, производившемся на расстоянии 85 км, горизонтальный провод в 50 мт длины при высоте подвеса 2 мт мог принимать лишь при наилучшем своем положении. При повороте из него на угол, больший 20º, сигналы исчезали.
В третьем опыте были взяты 8 горизонтальных проводов по 60 мт длины и 2 мт высоты подвеса; они были расположены радиально и сходились все в помещении приемной станции (вблизи Польдью). Эти провода делили окружность на 8 равных частей. Помощью особого переключателя сходящийся конец любого из этой системы проводов мог быть присоединен к земле через магнитный детектор; передатчиком служила радиостанция на корабле "Фуриос", имевшая обычную вертикальную антенну в 50 мт длины, связанную с искровым промежутком. Станция на корабле работала с интервалами, а самый корабль описывал дугу в 18º кругом Польдью, держась на расстоянии 16 миль. Из наблюдения, какой из проводов возбуждается сильнее других (а также из отметки провода, на котором не получалось приема), можно было определить из Польдью положение корабля. Было найдено также возможным принимать одновременно, при том без взаимной интерференции, различные сигналы одной и той же волны, посылаемые кораблем и радиостанцией в Лизарде (на расстоянии 10 клм), если корабль находился в таком положении, что его направление на Польдью составляло угол не меньше 50º с направлением Польдью — Лизард. Результаты, полученные на близких расстояниях изображены (черт. 6) диаграммами A, A1, C1 и C, деления радиуса вектора означают величину принятого тока в микроамперах.
Длина волн во всех этих опытах бралась 150 мт и более. Опытным путем Маркони пришел к выводу, что наивыгоднейшая длина приемного проводника, при которой получаются хорошие результаты, равняется ¹/3 λ. Это в том случае, если провода расположены на некотором расстоянии от земли. Но приемные провода следует выбирать короче этой цифры, если они лежат прямо на земле. Маркони оставил невыясненным действие высоты подвеса приемного горизонтального провода. (4)
При опытах на короткие расстояния местность между передающей и приемной станциями была равнинной; при экспериментах на значительное расстояние, волнам приходилось проходить по холмистой местности, в некоторых случаях частью по морю, частью по суше.
16º. Подтверждение результатов, достигнутых Маркони в его опытах с ориентированным приемом, дали обстоятельные испытания Шмидта, произведенные в том же 1906 году, исследовавшего притом некоторые новые зависимости. Отправительная антенна в этих опытах была длиною 27 метров, разрядник давал 2 x 5,1 мм длиною искры. Антенна помощью катушки самоиндукции настраивалась на волны от λ = 222 мт до λ = мт. Измерение приходящей энергии производилось барретером Фессендена, индуктивно связанным с волномером Дöнитца.
1) Исследовалось влияние ориентации изогнутой приемной антенны при вертикальной антенне передатчика, и получились следующие результаты:
| Направление приемного провода. | Отклонение гальванометра (в делениях шкалы). | Сила приема (относительная). | Примечание. |
| α = −2º | φ = 44 | 1 | Длина излучаемой передатчиком волны λ = 312м. Длина приемного провода (горизонтальной части) l = 15 м. Высота его подвеса h = 1,50 м. Расстояние = 400 м. |
| +21° | 34 | 0,77 | |
| 57° | 24,8 | 0,56 | |
| 91° | 17 | 0,39 | |
| 104,5° | 17,5 | 0,397 | |
| 128° | 9,5 | 0,22 | |
| 142° | 11 | 0,25 | |
| 156° | 12 | 0,27 | |
| 179° | 15 | 0,34 |
Полученная диаграмма направляемости представлена на черт. 7.
За нулевое положение (α = 0º) принято то положение провода, при котором приемный проводник находится в направлении соединительной линии между обоими станциями, причем заземленный конец приемного провода лежит ближе к передающей станции, чем незаземленный.
2) Опыт над влиянием различных длин горизонтального провода привел к следующим данным:
| Длина приемного провода в метрах. | Отклонение гальванометра в делениях шкалы. | Примечание. |
| e = 14,9 | φ = 137,5 | λ = 222 метра, h = в конце провода = 2,3м, в начале провода = 1,75 метра. |
| 22 | 257 | |
| 30 | 1120 | |
| 51,8 | >3500 |
Как и следовало ожидать, замечено значительное усиление действия при увеличении длины провода (приближение к l = λ/4).
3) Не исследованное Маркони влияние высоты подвеса (h) горизонтального провода над землею дало следующие результаты:
| Высота подвеса в метрах. | Отклонение гальванометра (деления шкалы). | ЗАМЕЧАНИЯ. |
| h = 1,4 | φ = 8,5 | Провод повернут от нулевого положения на 127°. |
| 5,4 | 61 | |
| 1,23 | 112 | Провод в нулевом положении. |
| 4,15 | 172,2 |
Длина приемного провода l = 29,6 метра; λ = 222 метра.
Итак, при увеличении высоты подвеса провода действие его - сила приема - значительно увеличивается; при изменении высоты в 5,4/1,4 = 3,9 раза, сила приема увеличивается в 61/8,5 = 7,2 раза (положение провода приблизительно наихудшее); при увеличении же в 4,15/1,23 = 3,4 раза, прием улучшается в 172,2/112 = 1,54 раза (провод в этом положении был ориентирован наилучше). Но направляющее действие приемной изогнутой антенны вообще значительно уменьшается с высотой. Так, при h = 1,3 мт между максимальным и минимальным приемом существует отношение 112/8,5 = 13,2; та же величина при под'еме провода до высоты 4-5 мт падает до 172/61 = 2,8.
(Продолжение следует).
1) По свидетельству Ценнека (Lehrbuch), такие антенны, как ориентированные приемники, употреблялись еще в 1901 году.
2) The Electrician, 4 мая 1906 года.
3) Деления радиуса вектора означают величину тока в приемной антенне в микроамперах.
4) Помощью таких направленных антенн удалось тогда же установить, что летом атмосферные разряды в определенные дни всего слышнее на проводах, идущих на юг, в то время как на проводах того же типа, идущих в других направлениях, атмосферные мешания слышны слабее или вовсе не слышны.
