Сервис и клуб образовательных микроблогов.

Антенны относятся к пассивным компонентам средств связи и конструктивно представляют собой сочетание проводников и диэлектриков. Наряду с выполнением основных функций излучения и приема радиоволн современные антенны могут выполнять важные функции пространственной фильтрации радиосигналов и обеспечения направленности действия радиосистем. В большинстве случаев антенна радиостанции служит одновременно и для приема, и для передачи, но в специальных случаях для этого могут использоваться отдельные антенны. Конструктивное выполнение антенн существенно зависит от диапазона применяемых радиоволн.

НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АНТЕНН.

Устройства, предназначенные для излучения и приема электромагнитных волн, называются антеннами.Передающая антенна под воздействием ВЧ токов и полей, сосредоточенных в выходных цепях передатчика, создает в пространстве электромагнитное поле в виде электромагнитных волн. В свою очередь, приемная антенна под воздействием поля приходящей электромагнитной волны создает токи, сосредоточенные во входных элементах приемника. Простейшей антенной является элементарный электрический диполь (вибратор Герца, полуволновой вибратор), то есть короткий отрезок провода, который на большом в сравнении с собственной длиной расстоянии образует в свободном пространстве поле излучения в виде электромагнитной волны.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АНТЕНН

• входное сопротивление – определяется как отношение комплексной амплитуды входного напряжения к комплексной амплитуде входного тока и содержит активную и реактивную составляющие: ZA = RA + XA
• коэффициент полезного действия (КПД) антенны - отношение излучаемой мощности к мощности, подводимой к антенне от передатчика: ήА = Ризл / Рпрд
•  коэффициент направленного действия (КНД) антенны - число, показывающее, во сколько раз нужно было бы увеличить мощность передатчика при использовании ненаправленной антенны вместо данной направленной, чтобы величина сигнала в точке приема осталась неизменной: D = Рненапр / Рнапр
• коэффициент усиления антенны определяется как произведение КПД и КНД: G = ήА D = Рненапр / Рпрд

КУ показывает, во сколько раз мощность колебаний, излучаемых ненаправленной антенной больше мощности, поступающей от передатчика в реальную (направленную) антенну при одной и той же амплитуде Епр в приемной антенне. Коэффициент усиления антенны дает возможность оценить, во сколько раз можно уменьшать мощность передатчика при той же дальности связи за счет применения направленной антенны.

Перечисленные характеристики относятся как к передающим, так и к приемным антеннам, что объясняется свойством обратимости, вытекающем из принципа взаимности. Согласно этому принципу антенна, работающая на прием, имеет такие же характеристики, как и при использовании ее в качестве передающей. Следовательно, одну и ту же антенну можно использовать как приемо-передающую.

Диаграмма направленности антенны.

Диаграмма направленности антенны - характеризует интенсивность излучения антенной в различных направлениях и выражает зависимость амплитуды напряженности электрической составляющей электромагнитного поля на некотором расстоянии от направления излучения.Антенна является направленной, если она создает неодинаковую величину напряженности поля излучения в равноудаленных от нее точках пространства.

Наиболее полное представление о распределении интенсивности излучения дают пространственные диаграммы направленности, однако они сложны при графическом изображении. Поэтому для определения характеристики направленности антенны в большинстве случаев ограничиваются снятием ее диаграмм направленности в двух взаимно перпендикулярных плоскостях поляризации Е и Н. В зависимости от ориентации антенны относительно поверхности земли плоскость Е может быть горизонтальной или вертикальной.

Другими словами кривая, изображающая направленность излучения антенны в горизонтальной или вертикальной плоскости, называется диаграммой направленности антенны.

У любой реальной антенны имеется направление максимального излучения, называемое главным направлением диаграммы. ДН в большинстве случаев имеет несколько максимумов, отделенных друг от друга минимумами.Область, примыкающая к максимуму и расположенная между двумя минимумами, называется лепестком. Лепесток, соответствующий максимальному излучению, называется главным (основным), а другие лепестки – боковыми.

Шириной диаграммы направленности называется угол Q , в пределах которого мощность излучаемых радиоволн уменьшается не более чем в два раза по сравнению с мощностью, излучаемой в направлении максимального излучения антенны.

КЛАССИФИКАЦИЯ АНТЕНН

По назначению:

• Передающие, приемные, приемно-передающие.
• Для радиосвязи, радиорелейной и тропосферной связи

По диапазону использования:

• Длинноволновые
• Коротковолновые
• Ультра коротковолновые
• Дециметровые
• Сантиметровые

По диапазонным свойствам:

• Узкополосные
• Широкополосные
• Частотно независимые

По принципу действия и построения:

• Проволочные (линейные) - выполняются из тонких, по сравнению с их длинной и длиной волны, проводников: симметричные и несимметричные, вибраторные, рамочные, спиральные, ромбические и однопроводные. Применяются на МВ и КВ.
• Дифракционные: щелевые, полосковые, волноводно-рупорные, линзовые, зеркальные, стержневые, плоскостные, а также комбинированные (сочетание нескольких типов излучателей, например рупорнозеркальные). Эти антенны используются на ДМВ и СМВ.

По свойствам направленности:

• Направленные
• Ненаправленные:
• кругового (равномерного) излучения вдоль земли
• зенитного излучения
• комбинированного излучения (в зенит и вдоль земли)

По способу использования:

• Стационарные
• Полевые
• Бортовые (устанавливаются на сухопутных, водных, летательных и других подвижных объектах)