Инж. М. А. Нюренберг.
Детекторный приемник имеет у нас очень большое распространение, и потому, совершенно естественно, для радиолюбителей является полезным хотя бы вкратце познакомиться с теорией работы детекторного приемника. Знакомство с теорией детекторного приема является совершенно необходимым для радиолюбителя-конструктора, работающего над новыми типами детекторных приемников.
От действия передающей радиостанции в месте приема создается электромагнитное поле некоторой силы, зависящей, как читателю уже известно, от мощности передающей станции (от метро-ампер в ее антенне), расстояния передатчика от приемника, длины волны и прочих условий, оказывающих влияние на распространение электромагнитной энергии. Задача любого приемника двоякая: с одной стороны, приемник должен воспринять из окружающего пространства энергию той частоты, с какой работает данная станция, а с другой — помощью этой энергии заставить звучать телефон. Громкое звучание телефона, без помех со стороны других станций и различных мешающих факторов — такова конечная цель любого приемного устройства.
Громкость звучания телефона зависит от мощности тока звуковой частоты, подводимого к телефону. Чем больше подводится мощности, тем громче звучит телефон. Откуда берется мощность для телефона? Этот вопрос сразу проводит резкую границу между принципами детекторного и лампового приема. При ламповом приеме энергия, воспринимаемая антенной из окружающего пространства, действует на цепь сетки электронной лампы, управляющей энергией анодной батареи, в цепь которой включен телефон. Следовательно, при ламповом приеме необходимая мощность доставляется телефону анодной батареей, и задача принимаемой энергии заключается только в управлении этой мощностью. Так как в цепи сетки расходуется очень малая мощность, то, следовательно, при приеме на лампу достаточно громкое звучание телефона может быть достигнуто при очень незначительной мощности в приемной антенне.
Совершенно другая картина имеет место при детекторном приеме. В этом случае мы не имеем в приемнике никаких батарей и мощность, подводимая к телефону, полностью обусловливается мощностью в приемной антенне, вернее, она является частью антенной мощности. Таким образом первое, к чему должен стремиться радиолюбитель при детекторном приеме — это создать в приемной антенне возможно большую мощность от сигналов принимаемой станции.
Основное условие получения наибольшей мощности всем радиолюбителям давно известно; оно заключается в настройке приемника на передающую станцию, в создании резонанса между приемником и передатчиком.
Во всех наших дальнейших рассуждениях мы будем предполагать, что приемник находится в резонансе с передатчиком.
При настройке антенны приемника в резонанс ее можно рассматривать как цепь, обладающую чисто омическим сопротивлением (действие емкости и самоиндукции при резонансе взаимно компенсируется), и применять для нее обычный закон Ома для цепи с омическим сопротивлением. По этому закону мощность определяется, как произведение силы тока на напряжение, приложенное к цепи. Напряжение в антенне зависит от двух причин: от силы электрического поля в месте приема и от высоты антенны. Чем обе эти величины больше, тем больше напряжение в антенне. Учитывая же неравномерность распределения тока в антенне, мощность приемной антенны определяют как произведение силы электрического поля, действующей высоты антенны и силы тока в антенне2.
Сила электрического поля (измеряемая обычно в микровольтах на метр) от радиолюбителя совершенно не зависит и полностью определяется передающей станцией, о чем мы уже говорили в начале статьи. В распоряжении любителя остаются действующая высота антенны и сила тока. Задача радиолюбителя — сделать эти величины по возможности большими.
С понятием «действующей высоты» антенны читатель уже знаком3. Действующая высота антенны зависит от геометрических размеров. Для случая обычных Г и Т-образных антенн действующая высота тем больше, чем больше высота подвеса антенны и чем больше длина горизонтальной части. Следовательно, для увеличения действующей высоты следует увеличивать как высоту, так и длину горизонтальной части антенны. Но в этом вопросе любителям нужно быть очень осторожными. Дело в том, что действие увеличения высоты и длины антенны на действующую высоту неодинаково. Чем больше эти величины, тем больше мощность приемной антенны.
В то время, как увеличение высоты антенны резко сказывается на увеличении действующей высоты, увеличение длины антенны сказывается на увеличении действующей высоты очень незначительно. На рис. 1 дан график увеличения действующей высоты антенны в зависимости от длины горизонтальной части. (Кривая построена для однолучевой Г-образной антенны в один луч, высотою 15 метров.) Как видно из этой кривой, действующая высота увеличивается только в самом начале увеличения длины горизонтальной части, а начиная, приблизительно, с длины горизонтальной части в 30 метров, увеличение действующей высоты происходит очень незначительное.
Совершенно очевидно, что увеличивать горизоитальную часть больше этой величины не имеет смысла. (Чрезмерное увеличение длины горизонтальной части увеличивает емкость и собственную длину волны антенны, что, как будет указано в дальнейшем, ухудшает антенну.) Практически рекомендуется строить антенны с горизонтальной частью в два раза большей высоты антенны.
На действующую высоту оказывает также влияние число лучей горизонтальной части, но, так же, как и длина антенны. Увеличение действующей высоты бывает очень незначительное и, практически, для целей приема строить многолучевые антенны не имеет смысла.
Итак, подводя итоги сказанному, следует указать, что методом увеличения действующей высоты, дающим значительный деффект, является увеличение высоты подвеса антенны.
В следующей статье мы поговорим о силе тока в приемной антенне.
1 Выдержки из доклада автора в Центральном доме Друзей радио 25/IX и 2/Х с. г.
2 Для лиц, знакомых с математикой, приводим упрощенную формулу мощности в приемной антенне.
Напряжение в антенне равно E = Eh. (Е — сила электрического поля, h — высота антенны). Мощность антенны W = ЕJэф. (Jэф. — сила тока, равно распределенная по полной длине антенны. Так как фактически ток распределяется синусоидально, то Jэф. по отношению к току в пучности J определяется следующим образом:
Подставляя значение Jэф. в формулу мощности, получаем окончательно W = EhgJ.
3 См. № 14 «Радио Всем» за этот год.
