Показать что диэлектрическая антенна есть непрерывная антенна продольного излучения
Диэлектрические антенны
Диэлектрические антенны представляют собой сплошные стержни или трубки из диэлектрика длиной в несколько волн и с поперечными размерами, сравнимыми с волной.
Диэлектрические антенны, как и линзовые, основаны на использовании особенностей распространения радиоволн в диэлектрических средах. Однако принцип их действия совершенно иной.
Известно, что при переходе электромагнитных волн из среды с одной диэлектрической проницаемостью в среду с другой проницаемостью на поверхности раздела сред появляются заряды и токи (так называемые поляризационные токи). Такие заряды и токи возникают и на поверхности стержней при распространении вдоль них электромагнитных волн, причем фаза и амплитуда зарядов в каждой точке поверхности стержня зависят от скорости распространения волны. Электромагнитное поле в любой точке пространства вне стержня, создаваемое зарядами и токами, зависит от закона их распределения на поверхности стержня.
Если размеры стержня и его материал подобрать так, чтобы скорость распространения радиоволн вдоль диэлектрической антенны была близка к скорости света, то максимальное излучение антенны будет направлено вдоль оси стержня в сторону движения волны.
Здесь мы имеем аналогию с антенной типа «волновой канал», в которой директоры также обеспечивают запаздывание фазы волны в направлении от активного вибратора в сторону максимального излучения. В директорных антеннах нужное распределение фаз и амплитуд токов подбирается за счет выбора местоположения и длины вибраторов. В диэлектрических же антеннах это достигается за счет выбора их размеров.
Когда диаметр стержня велик по сравнению с волной, то скорость распространения радиоволн вдоль стержня близка к скорости распространения радиоволн в диэлектрике, равной 
, где с — скорость света, а eД — диэлектрическая проницаемость материала стержня.
При уменьшении диаметра стержня скорость распространения приближается к скорости света с.
Экспериментальные исследования показывают, что наилучшими направленными свойствами обладают такие стержни, площадь поперечного сечения которых S не превышает Smax = 
, но не меньше Smin= 
, где l0 — длина рабочей волны в воздухе.
При этих размерах скорость распространения радиоволн вдоль стержня оказывается весьма близкой к скорости света.
Увеличение поперечного сечения стержня сверх значения Smax приводит к увеличению уровня боковых лепестков и не повышает усиления антенны. Снижение поперечного сечения против значения Smin очень быстро приводит к расширению главного лепестка диаграммы направленности, следовательно, и к снижению коэффициента усиления антенны.
Длину диэлектрических стержневых антенн выбирают в пределах от 2 до 6 волн в зависимости от требуемого коэффициента усиления.
Если антенна в виде одного единственного стержня не обеспечивает нужной направленности, то в этом случае идут не по пути увеличения ее длины, а по пути применения систем из нескольких однотипных диэлектрических стержней, питаемых синфазно. Делается это потому, что дальнейшее увеличение длины диэлектрической антенны свыше 6 волн заметного выигрыша уже не дает.
 |
На рис. 65 представлена диэлектрическая антенна из четырех полистироловых стержней, расположенных в один ряд, и приведены диаграммы направленности этой антенны. Так как отдельные диэлектрические стержни достаточно диапазонны в силу некритичности их размеров, то при выполнении системы питания отдельных стержней по параллельной схеме, показанной на рис. 65, антенная система в целом также сохраняет свои свойства в широком диапазоне волн.
Часто диэлектрические стержни делают конусообразными с сужением в сторону максимального излучения. При этом стремятся не к уменьшению веса, а к улучшению направленных свойств, так как придание стержню небольшой конусности снижает интенсивность побочных лепестков диаграммы направленности.
Для уменьшения поперечного сечения диэлектрические стержни изготовляют из материалов с высокой диэлектрической проницаемостью, обращая при этом внимание на величину потерь в этом диэлектрике, так как применение материала с высоким значением диэлектрической проницаемости и большим углом потерь влечет резкое ухудшение коэффициента полезного действия антенны.
Возбуждение (питание) диэлектрических антенн осуществляется либо вибратором, перпендикулярным оси стержня, либо волноводом, несущим основную поперечную магнитную волну. В первом случае вибратор для устранения тыльного излучения помещается в металлическую коробку, в открытый конец которой заделывается диэлектрический стержень (см. рис. 65). Такая коробка по существу является коротким волноводом.
Направленные свойства диэлектрических стержневых антенн практически не зависят от формы их поперечного сечения, которое может быть круглым, квадратным и т. д. Последнее обстоятельство весьма удобно в конструктивном отношении, так как сечению стержня может быть придана конфигурация питающего волновода, а сам стержень, будучи заделанным в волновод, автоматически разрешает задачу герметизации его внутренней полости.
Для наглядного представления о направленных свойствах диэлектрических антенн на рис. 66 они сопоставлены с антеннами, эквивалентными им по характеристике направленности и коэффициенту усиления.
Диэлектрические антенны эквивалентны:
стержень длиной в 1,8 волны — плоскостной синфазной антенне, состоящей из восьми полуволновых вибраторов с рефлектором;
стержни длиной в 3,3 волны — коническому рупору длиной в 5 волн и диаметром зева в две волны;
антенная система из четырех стержней — коническому рупору, имеющему в два раза большую длину и площадь поперечного сечения.
Кроме стержневых, применяются антенны в виде полых диэлектрических трубок диаметром около волны, возбуждаемых аналогично сплошным стержневым излучателем. Толщина стенок таких трубок берется в соответствии с диэлектрической проницаемостью материала трубки, но никогда не превосходит 0,1 рабочей длины волны. Антенны из диэлектрических полых трубок часто называют оболочечными.
Оболочечные диэлектрические антенны получаются несколько более громоздкими, но они обладают меньшим весом, а в силу больших поперечных размеров — и более узкими диаграммами направленности, чем стержневые антенны тойже длины. На рис. 67 для сравнения приведены диаграммы направленности волновода, сплошного диэлектрического стержня и диэлектрической оболочечной системы.
Диэлектрические антенны применяются как в качестве самостоятельных антенн, так и облучателей, заменяя с успехом рупорные антенны. Вес диэлектрических антенн пропорционален кубу рабочей волны, что делает нерациональным их применение на волнах, превышающих 10—25 см. На более же коротких волнах диэлектрические стержневые и оболочечные излучатели имеют целый ряд преимуществ, к которым следует отнести малые размеры при хорошей направленности, возможность их использования в весьма широком диапазоне волн, малый вес и небольшую парусность.
К недостаткам диэлектрических антенн относятся сложность системы питания (когда антенна состоит из ряда синфазных элементов) и наличие диэлектрических потерь, могущих значительно снизить к. п. д. антенны.
Дата добавления: 2017-03-12 ; просмотров: 6366 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Показать что диэлектрическая антенна есть непрерывная антенна продольного излучения
Чтобы определить, о чем речь в этой главе потребовался целый раздел. Но дело того стоит. Антенны продольного излучения при относительно небольших габаритах обладают высоким усилением и однонаправленной ДН. Поэтому они широко распространены. Более того, основная масса направленных КВ антенн – это именно антенны продольного излучения с пассивными элементами.
Честно предупреждаю, что раздел 7.1 сугубо теоретический. Из него вы узнаете, как и почему работают антенны продольного излучения, и чего от них ждать. Но практических антенн в этом разделе нет. Если вас интересует только готовые антенны, перейдите сразу к следующим разделам, в которых мы займемся практическими конструкциями. Правда понять их работу без раздела 7.1 не удастся.
На заре развития радиотехники синфазные антенны (гл. 6) считались оптимальными, а их большие размеры неизбежной платой за высокое усиление. Но в 30-е годы 20-го века сразу несколько групп экспериментаторов задались вопросом, а что будет, если запитать элементы несинфазно? Ответ, казалось, был теоретически очевиден: ДН повернется на некоторый угол (из простейших геометрических соображений, волны, излученные обоими элементами, будут складываться в фазе уже не перпендикулярно элементам, а под углом, зависящим от разности фаз и расстояния между элементами) и снизится усиление (за счет искажения формы основного лепестка и роста уровня боковых лепестков). Однако исследователи (а это вообще очень упрямый народ) не поверили теоретикам и после множества неудачных попыток обнаружили то, что не укладывалось в тогдашние взгляды: сильное излучение вдоль элементов в системе из двух противофазно запитанных диполей.
Давайте повторим эти исследования. Возьмём файл синфазной системы из двух l /2 диполей (материал без потерь, свободное пространство) и запустим оптимизацию по критерию максимального усиления. Позволим MMANA менять фазу и амплитуду второго источника, а также расстояние между диполями. Иными словами мы спросим у машины: «Как надо расположить и питать пару диполей, чтобы получим от этой системы максимально возможное усиление?».
Теперь перед нами, как и перед теоретиками 30-х годов прошлого века, встала необходимость объяснить полученные результаты. Обратимся к рис. 7.1.1.
Рис. 7.1.1
Разберемся для начала, куда эта антенна излучать не может.
Во-первых, в оба бока. Просто потому, что оба диполя туда не излучают, имея «восьмерочную» ДН.
Происходит примерно то же самое, что и с водопроводным краном, выходное отверстие которого почти полностью заткнуто пальцем. Мы перекрываем воде (излучению) все пути (назад, вправо, влево), кроме одной оставленной свободной маленькой дырочки (вперед). Поэтому воде (излучению) не остается ничего другого как вырываться в эту дырочку (вперед) с большим напором (усилением). Поиграйте с краном, и вы хорошо поймете принцип работы рассматриваемых антенн.
Рис. 7.1.2.
Диаграммы направленности рис. 7.1.2 подтверждают наши рассуждения. Антенна действительно излучает в основном вперед и немного вверх-вниз. Излучение же в оба бока и назад очень мало.
Можно понять работу такой антенны и по-иному. Очевидно, что излучение в заданном направлении тем больше, чем сильнее отличается сдвиг фаз от обоих элементов от точной противофазности в этом направлении. В направлении вперед это отличие наибольшее, поэтому и излучение туда максимально. А чем больше мы от этого направления отклоняемся (в любую сторону), тем больше приближаемся к противофазности и, соответственно, теряем в уровне излучения.
Таким образом, антенны продольного излучения обеспечивают однонаправленное излучение и при равном числе элементов дают большее усиление при значительно меньшем расстоянии между элементами. Именно поэтому, антенны продольного излучения на практике применяются во много раз чаще, чем синфазные. И это, несмотря на изрядное количество недостатков, рассмотрением которых и способов борьбы с ними мы и займемся в следующем параграфе.
Антенна продольного излучения
Антенна продольного излучения представляет собой систему параллельно расположенных диполей, в которой фаза тока возбуждения изменяется через один диполь на 180°. Такая система излучает вдоль оси антенны. Усиление антенны и форма диаграммы направленности зависит как от числа элементов и расстояния между ними, так и от характера амплитудно-фазового распределения токов в элементах антенны. В принципе, в антеннах продольного излучения используются две схемы возбуждения элементов: в первом варианте все элементы антенны возбуждаются непосредственно линией питания; во втором варианте часть элементов антенны выполнена в виде пассивных элементов, которые возбуждаются полями рядом расположенных активных элементов антенны.
Схема активной антенной системы продольного излучения приведена на рис. 5.75. Два полуволновых диполя А и В находятся на расстоянии S = λ/2 друг от друга и возбуждаются с помощью фазирующей линии длиной λ/2 (без перекрещивания). Токи, протекающие в диполях, находятся в противофазе. Поэтому поля излучения диполей в поперечном направлении взаимно компенсируют друг друга, в направлении вдоль оси антенны — складываются в фазе. Распределение результирующего поля излучения системы, которое можно определить с помощью способа, изложенного в § 5.4, представляет собой двунаправленную диаграмму направленности. В принципе, путем изменения расстояния между диполями и фазового сдвига токов возбуждения в диполях можно в значительных пределах видоизменять форму результирующей диаграммы направленности системы (см. рис. 5.59).
Показать что диэлектрическая антенна есть непрерывная антенна продольного излучения
Если в стенке волновода щели распределены равномерно или периодически, то при определенных условиях бегущая внутри волновода волна будет излучаться во внешнее пространство на протяжении всего волнорода. Такая «вытекающая» (leaky wave) волна [742] не является типовой [299]; ее фазовая скорость
вдоль структуры больше скорости света в свободном пространстве, а постоянная распространения в продольном направлении комплексна, что приводит к затуханию; в поперечном направлении ее фазовая постоянная также комплексна; это означает, что при распространении волны от структуры ее амплитуда возрастает.
Варьируя закон изменения вдоль оси, параллельной сечению волновода, и ширину щели, можно создавать различные апертурные распределения и, следовательно, можно создавать диаграммы направленности различных форм. Угол между направлением излучения и осью волновода приближенно равен
Было проведено исследование характеристик такой антенны [168], которое основывалось на представлении в виде эквивалентной схемы с распространением в поперечном направлении, после чего задача сводилась к задаче о резонансе, которая решалась методом теории возмущений.
Типичным примером антенны с равномерным распределением щелей является волноводе расположенной соответствующим образом продольной щелью [195]; были сделаны расчеты для волноводов с прямоугольным [396] и круглым [185, 619] поперечным сечением, Имеется несколько практических конструкций [136, 137, 138, 454, 752], в том числе в виде цилиндра с диэлектрическим покрытием [207] и пары связанных волноводов [330]. В прямоугольном волноводе щель обычно прорезается в узкой стенке, как показано на рис. 14.4, а.
Существует два вида вытекающих волн, представляющих наибольший интерес; распределение поля в первом виде соответствует волне 
в регулярном волноводе, а распределение поля во втором виде соответствует волне 
Так как этим волнам соответствуют различные граничные условия, то они описываются различными
эквивалентными схемами с поперечным распространением [168]. В качестве примера можно отметить, что теоретически и экспериментально в волноводе с вытекающими волнами, имеющем поперечное сечение 
см и работающем на частоте 
при ширине щелей 0,00025, 0,0025 и 0,025 см затухание получается соответственно равным 
В предельном случае, когда ширина щели равна ширине узкой стенки волновода, получается так называемый желобной (каналовый) излучатель [99, 390], изображенный на рис. 14.4, б.
Линейную антенну с вытекающей волной можно сконструировать в виде волновода, представляющего собой прямоугольный желоб [391], в котором расположено центральное ребро.
Если расстояние между боковыми стенками желоба меньше 
то возможно распространение двух различных волн. Во-первых, может распространяться волна 
с симметричным распределением поля, которое показано на рис. 14.4, в; поле при удалении от ребра экспоненциально убывает и таким образом эта волна является неизлучаемой. Во-вторых, возможна волна ТЕМ, изображенная на рис. 
у которой распределение поля антисимметрично относительно ребра; ее фазовая скорость близка к скорости в свободном пространстве и, кроме того, волна излучается через боковую апертуру желоба. Если в волновод ввести асимметрию, как показано на рис. 
то будет происходить перекачка энергии от волны 
к волне 
на этой основе можно управлять [393] излучением с различных участков волновода.
Волноводы с периодически распределенными щелями утечки имеют такие же характеристики, как и антенны с равномерным распределением щелей, если на длину волны приходится большое
число малых апертур. Был исследован [168] случай близко расположенных круглых апертур, прорезанных в узкой стенке волновода, хотя на практике используются [208, 212] узкие нерезонансные поперечные щели в широкой стенке волновода. Коэффициент затухания в волноводе и фазовую постоянную можно изменять независимо, варьируя параметры волновода и щелей. В одной из современных антенн [453] для образования вытекающих еолн использована коаксиальная линия передачи; внешний проводник, в котором прорезана щель, имеет прямоугольное поперечное сечение, а для того чтобы фазовая скорость была больше, чем в свободном пространстве, внутренний проводник имеет емкостную нагрузку.
Исследовались также гребневые волноводы [134, 234] и в том числе случай, когда щели прорезаны в стенке гофрированного волновода, как показано на рис. 14.5, а, а также случай, когда щели занимают всю ширину широкой стенки с неравномерной толщиной, и случай, когда они имеют переменную длину. На рис. 14.5, б даны типичные характеристики структуры, у которой размеры подбирались так, чтобы при изменении длины щелей получилось непрерывное изменение затухания.
«. Конец 1979-го. Оформились представления по новой однопроводной антенне бегущей волны. В её конструктивную основу была положена хорошо известная практикам и особо любимая теоретиками «старая» антенна Бевереджа, маркируемая у нас с легкой руки Г. З.Айзенберга как ОБ-«однопроводная бегущей».
К.П.Харченко: «Свою антенну я обозначил как ОБ-Е.
Добавление литеры Е отличало «новую» антенну от «старой» и показывало, что на её проводнике наряду с бегущей волной (электронов) присутствует ещё одна волна. Волна, похожая по структуре на волну в круглом волноводе, если смотреть в торец проводника.
Сейчас эту «дополнительную» волну именуют «продольной», а в те далекие времена такой термин не был модным. Сопоставительные испытания ОБ с ОБ-Е показали сказочные результаты. Так, например, взятый по возможному максимуму коэффициент усиления (КУ) «новой» антенны превышал КУ «старой» в 40 раз (!) при одинаковых длинах и диаметрах проводников с бегущей волной обеих антенн, размещенных над одной и той же «землей». У коллег немедленно возник жёсткий вопрос: «откуда и почему?» И также немедленно приговор: «этого не может быть, так как уравнения Максвелла – Герца разницы между ОБ и ОБ-Е «не видят»!
31 мая 1985-го на заседании секции № 2 УС части, где я работал, (протокол № 5), были публично доложены результаты трёхлетних изысканий по антенне ОБ-Е. Результаты были экстраординарными: очень большой КУ (коэффициент усиления); скорость распространения колебаний V>C, где С – скорость света в вакууме; наличие самофокусировки; «парадокс тока» и ещё многое другое. «
В своей лекции «Эксперименты с переменными токами очень высокой частоты и их применение к методам искусственного освещения» в колледже Колумбия, Нью Йорк, 20 мая 1891 года, Никола Тесла говорил о природе электричества, памятуя, что на тот момент (до открытия электронов в 1897 году Дж.Дж.Томсоном) электричество считалось чем-то вроде сверхтекучей жидкости, причём жидкости двух родов. Один род электрической жидкости, как многие были уверены, создавал положительное электричество, другой — отрицательное электричество. Кроме того, весь мир признавал авторитетное мнение американского учёного Бенджамина Франклина (1706-1790), заявившего однажды: «Электричество — это особая форма материи, состоящая из частиц, размеры которых меньше размеров частиц обыкновенного вещества».
В этой связи Тесла сказал: «Я должен признаться, что не могу поверить в два электричества и ещё меньше я верю в существование «двойного» эфира. Загадочность поведения эфира, когда он ведёт себя как твёрдое тело по отношению к волнам света и тепла, и как жидкость по отношению к движению тел сквозь него, конечно, наиболее понятно и удовлетворительно объясняется, по предложению сэра Уильяма Томсона, тем, что он, эфир, находится в движении. Тем не менее, невзирая на это, не существует оснований, которые позволили бы нам уверенно заключить, что хотя жидкость не может передавать поперечные вибрации в нескольких сот или тысяч раз в секунду, она не сможет передавать подобные вибрации, если они будут в диапазоне сотен миллионов колебаний в секунду. Также никто не может доказать, что существуют поперечные волны эфира, испускаемые машиной переменного тока, дающей небольшое количество изменений направления тока в секунду. Для таких медленных вибраций, эфир, если он находился в состоянии покоя, может вести себя как истинная жидкость. Возвращаясь к нашему предмету, и не забывая о том, что существование двух электричеств, по меньшей мере, крайне маловероятно, мы должны помнить о том, что у нас вообще нет никаких доказательств существования электричества, и мы не можем надеяться получить их, если в рассмотрении нет «грубой материи». Таким образом, электричество не может быть названо эфиром в широком смысле этого понятия, однако, ничто не может воспрепятствовать тому, чтобы назвать электричество эфиром, соединенным с материей, или связанным эфиром. Говоря другими словами, так называемый статический заряд молекулы! – это эфир, определённым образом соединённый с молекулой… Вращение молекул и их эфира вызывает напряжения эфира или электростатические деформации, уравнивание напряжений эфира вызывает движения эфира или электрические токи, а орбитальные движения молекул производят действия электромагнетизма и постоянного магнетизма».
Итак, Тесла не разделял материю и эфир, полагая эти понятия взаимосвязанными. В этом мы находим аналогии со взглядами Фарадея. В письме «Размышления об электрической проводимости о природе материи» Ричарду Тэйлору, эсквайру, Королевский институт, 25 июня 1844 г., Фарадей пишет о том, что материя везде является непрерывной: «материя присутствует везде, нет промежуточного пространства, не занятого ею… Значит, материя будет повсюду непрерывной и, рассматривая её массу, нам не надо предполагать различия между её атомами и каким-то промежуточным пространством. Силы вокруг центров сообщают этим центрам свойства атомов материи».
Эти важные аналогии взглядов Фарадея и Тесла на природу материи, электричества и эфира, помогут нам понять принцип действия ОБ-Е антенны Харченко.
И ещё один любопытный момент. В своём патенте № 787,412 «Искусство передачи энергии через естественные среды» (от 18 апреля 1905 года) Тесла отметил, что в его эксперименте средняя скорость продольных волн электрической природы, вызывающих над поверхностью Земли эффект стоячих волн, составляла 471240 км/сек! То есть, V превышало C почти в полтора раза!
Образное представление стоячей волны.
Вот теперь, обладая таким набором исходных знаний, давайте вернёмся сначала к однопроводной антенне бегущей волны Г.Бевереджа, а потом к ОБ-Е антенне К.П.Харченко.
ОБ антенна Бевереджа.
Согласно Уолтеру К., большому авторитету на Западе в области теории подобных антенн, «бегущие волны подразделяются на:
а) вытекающие и б) поверхностные.
Вытекающая волна — это такая бегущая волна, энергия которой вдоль структуры без потерь непрерывно уменьшается за счёт излучения, а вдоль структуры с потерями непрерывно уменьшается и за счёт потерь в структуре, и за счёт излучения.
Поверхностная волна — это такая волна, которая распространяется вдоль структуры без излучения.
Учитывая необходимость использования резистора нагрузки для получения вытекающей волны и большие потери в подстилающей поверхности, особенно на низких частотах, доля излучённой энергии у антенны бегущей волны небольшая. При этом максимум диаграммы направленности в азимутальной плоскости совпадает с осью вибратора. «
Запомните! Резистор нагрузки нужен в конце антенны ОБ для получения «вытекающей волны»!
Теперь смотрите, что сделал К.П.Харченко, который сам говорит, что он модернизировал ОБ антенну Бевереджа и получил качественно другую антенну ОБ-Е, которая более чем на порядок по КПД и коэффициенту усиления превосходит антенну ОБ. Причём уже ясно, что все эти преимущества в ОБ-Е антенне возникли исключительно из-за того, что фазовая скорость движения электронов вдоль проводника в бегущей волне стала сверхсветовой и численно равна 1,05-1,1 от скорости света. А в антенне ОБ Бевереджа эта скорость движения электронов досветовая и численно равна 0,82-0,88 от скорости света.
Собственно, всё выше написанное — правда. Всё преимущество антенны ОБ-Е перед антенной ОБ только в том, что фазовая скорость движения электронов вдоль провода 3 сверхсветовая. Другой вопрос, за счёт чего это достигнуто? Каков физический процесс? И почему он не укладывается в современную теорию радиоволн?
На практике Константин Петрович Харченко просто добавил в конструкцию ОБ-антенны дополнительные провода 1 и 5, длина которых взята из расчёта 1/4 длины наибольшей волны, на которой должна работать эта антенна. И это дало феноменальный прирост КПД антенны!
А почему возник столь положительный эффект, для всех осталось загадкой! Потому что физика явления не ясна! А не ясна она потому, что все современные учёные пребывают в иллюзии, что радиоволны — это некие «электромагнитные колебания», способные распространяться даже в полной пустоте, без наличия среды, за счёт того, что якобы вихревое магнитное поле рождает вихревое электрическое поле, а вихревое электрическое поле потом опять рождает вихревое магнитное поле, и так до бесконечности. Об этом уже почти 100 лет во всех ВУЗах талдычат!
Фантазия физиков-теоретиков, не имеющая ничего общего с реальностью.
И это несмотря на то, что учёный Римилий Фёдорович Авраменко (1932-1999), советский конструктор вооружений, доктор технических наук и профессор однажды обнаружил в ходе экспериментов, что «никакого индукционного электрического поля в вакууме нет!»
Поскольку я однажды разгадал загадку работы антенны ОБ-Е, которую до конца не разгадал даже сам автор, то я хочу подвести к пониманию её секрета и других людей.
Какими идеями руководствовался К.П.Харченко, когда преобразовывал ОБ антенную Бевереджа?
Мне видится, что он взял ОБ антенну Бевереджа и совместил её с антенной типа «полуволновой диполь Герца», который состоит из двух проводников, каждый из которых имеет длину, равную 1/4 волны..jpg "%D0%94%D0%B8%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8C%20(1)")
Но, как Харченко сделал это совмещение?!
Он мысленно взял два полуволновых диполя Герца, разместил их соосно друг другу и между ними разместил длинный провод Бевереджа, в котором создаётся бегущая волна электрического тока. Собрав такую конструкцию, один полуволновой диполь Герца он запитал от СВЧ-генератора (передатчика), а второй диполь Герца Харченко нагрузил мощным резистором, способным рассеивать ту часть мощности бегущего СВЧ-тока, которая не успевает преобразоваться в энергию радиоволны. И ву-а-ля, антенна ОБ-Е с её фантастическими свойствами получилась!
Ну а в чём фокус то? Далее самое интересное!
Во-первых, обратите внимание, «диполи Герца» порождают волны в плоскости, перпендикулярной стержням вибратора! В направлении стержней «диполь Герца» радиоволны не излучает!
Во-вторых, обратите внимание на то, что в антенне бегущей волны радиоволны рождаются и распространяются в направлении провода, как если бы провод был стволом пулемёта, а «кванты» радиоволны были бы последовательно выстреливаемыми пулями.
К.П.Харченко, изучив свойства антенны ОБ-Е, написал, «на её проводнике наряду с бегущей волной (электронов) присутствует ещё одна волна, похожая по структуре на волну в круглом волноводе, если смотреть в торец проводника». Эту волну, в силу её очевидных свойств, он охарактеризовал как продольную.
С точки зрения современной физики, открытие этой волны в ходе исследования работы передающей антенны ОБ-Е — это действительно пионерское открытие.
С другой стороны, мы уже знаем о том, что более 100 лет назад Никола Тесла утверждал, что поперечные волны Герца, как он их описал в теории — это миф! На самом деле антенна передатчика «производит звуковые волны в эфире, поведение которых похоже на поведение звуковых волн в воздухе, за исключением того, что огромная упругость и крайне малая плотность данной среды делает их скорость равной скорости света».
Как бы мы ни относились сейчас к словам Теслы, антенны бегущей волны ОБ и ОБ-Е своей работой однозначно свидетельствуют о том, что движущиеся по проводнику электроны могут порождать не только вихревое магнитное поле вокруг проводника, но и радиоволны, распространяющиеся вдоль оси проводника, по пути следования электронов, т.е. продольные волны. А это НОВОЕ для современной науки ЯВЛЕНИЕ! И пусть оно на самом деле хорошо забытое старое, но раз слова Николы Теслы не были включены в парадигму современной науки из-за увлечённости кураторов физики «Электромагнитной теорией» Максвелла, то русского инженера и учёного Константина Петровича Харченко мы должны признать первооткрывателем продольных радиоволн!
Во второй части этой статьи, которую я напишу завтра или на днях, я хочу рассказать о «нюансах», раскрывающих «лицо радиоволны» и тот секрет, почему в антенне ОБ-Е Харченко волна тока действительно движется вдоль провода на 5-10% быстрее скорости света.