Топ новостей
♥ ТОП Камни-талисманы Скорпиона
Разумеется, социальные сети предназначены в первую очередь для того, чтобы человек мог отвлечься от повседневных проблем, расслабиться и пообщаться со знакомыми. Таким образом, в топах расположены группы,

Перетяжка мягкой мебели
Обивка мягкой мебели: что предпочесть? Выбирая мягкую мебель, мы обращаем внимание на большое количество разнообразных факторов. Речь идет не только о таких характеристиках, как форма, цвет диванов

Внедрение erp системы
Если Вы сам деятель науки или просто любознательный человек, и Вы частенько смотрите или читаете последние новости в сфере науки или техники. Именно для Вас мы создали такой раздел, где освещаются последние

Интернет магазин инструментов в украине
У всех нас есть кухонные ножи. Кого-то устраивают те, которые уже есть, а кто-то, наверняка, был бы не против поменять имеющиеся, но не знает, на что стоит обратить внимание. Это статья про то, из каких

Выбираем душевые поддоны
Один из самых популярных вариантов - угловые душевые кабины. Они состоят из поддона и шторок - дверей. Стенками служат стены помещения. Прямоугольные модели со стенками тоже достаточно популярны, но

Страница сайта
Для большинства чайников вопрос "Как выбрать тему для сайта? " становится самым мучительным. Чтобы облегчить себе муки выбора, определитесь сначала с мотивациями.  Зачем вы хотите сделать сайт? Какие

Инсталляция + унитаз
На сегодняшний день клей герметик для стекла в большей степени. . . . Обкладываем цоколь клинкерной плиткой

Как заполнить адрес доставки на алиэкспресс
Многие наши соотечественники сегодня предпочитают не переплачивать посредникам и торговым организациям, а получать товары непосредственно у их производителей-китайских товарищей. Для этого, разумеется,

Бесплатная коробочная CRM+ERP для малого
Производственная индустрия переживает значительные изменения на протяжении нескольких последних лет. Если раньше компании производили продукцию по требованию клиента, то сейчас многие компании становятся

Как бороться с респираторными заболеваниями у детей
Простуда или если выражаться медицинским языком – острое респираторное заболевание или острая вирусная инфекция – эта группа заболеваний, возбудителями которых является вирусная инфекция. Большинство



РЕКЛАМА



Календарь

Симетричний вібратор, Радіотехнічні калькулятори, Конвертер величин

  1. Визначення і формули На цій фотографії показані широкосмугові диполі Надененко побудованого в СРСР...
  2. оборотність антен
  3. Основні характеристики антен
  4. Коефіцієнт посилення (КУ)
  5. Спрямовані антени и Діаграма спрямованості
  6. поляризація антен
  7. Вхідний імпеданс антени
  8. Узгодження імпедансу і КСХН
  9. Робоча смуга частот
  10. Класифікація антен

Визначення і формули

На цій фотографії показані широкосмугові диполі Надененко побудованого в СРСР українського радіотелескопу УТР-2, що працюють в діапазоні 8-33 МГц. Фотографія зроблена в 1973 р, через три роки після введення радіотелескопу в експлуатацію.

Симетричний вібратор є найбільш широко застосовуваний в радіозв'язку вид антен, причому його застосування почалося фактично з моменту появи самої радіозв'язку. Симетричні вібратори використовуються як у вигляді одиночних конструкцій, так і у вигляді антенних решіток. Будь-симетричний вібратор складається з двох ідентичних елементів у формі металевих стрижнів, які живляться в центрі. Найчастіше застосовують напівхвильового диполів, довжина яких приблизно дорівнює половині довжини хвилі. Використовують вібратори і інших розмірів. Наприклад, коефіцієнт посилення вібратора на 5/4 (1,25) довжини хвилі на 3 дБ вище, ніж півхвильового вібратора, тому він часто використовується в різних конструкціях антен.

Симетричний вібратор відноситься до типу резонансних антен. Це означає, що вони можуть використовуватися для роботи тільки на одній частоті. Однак, якщо збільшити товщину проводів, з яких виготовлений вібратор, антену можна буде використовувати в діапазоні частот без додаткової настройки. Чим товщі провід, тим ширше робоча смуга частот такої антени. Причому, замість збільшення товщини дроту, можна зробити вібратор у вигляді «клітки» з оцинкованих сталевих прутків, труб, сталевого оцинкованого троса або з мідного антенного канатика.

Такі вібратори були винайдені в 1937 р радянським інженером С. І. Надененко і виготовляються як у вигляді жорсткої конструкції з прутків або труб, так і з антенного канатика або сталевого оцинкованого троса. Такі антени можуть працювати в дуже широкому діапазоні частот. Наприклад, показані на малюнку диполі Надененко побудованого в СРСР українського радіотелескопу УТР-2 мають смугу пропускання 8-33 МГц, тобто охоплюють діапазон в дві октави.

Класична формула для розрахунку довжини напівхвильового вібратора з дуже тонких провідників:

Тут c = 299 792 458 м / с - швидкість світла у вакуумі і f - частота в Гц. Однак, якщо антена виготовлена ​​з металевої трубки, діаметр якої не так уже й малий у порівнянні з довжиною хвилі (особливо це помітно на високих частотах), то довжина антени для даної частоти залежить від ставлення половини довжини хвилі (довжини дуже тонкого вібратора) до його діаметру . Вплив товщини вібратора враховується в наведеній вище формулі коефіцієнтом k, іноді званим також коефіцієнтом укорочення:

На графіку показано вплив товщини провідника, з якого виготовлений вібратор. Показана залежність коефіцієнта k від відносини половини довжини хвилі до діаметра провідника вібратора.

Для побудови цього графіка ми використовували формулу:

Приклад незвичайної антени: якщо навушники підключити до смартфону Android, в якому є FM-приймач, їх провід буде виконувати роль четвертьволнового несиметричного вібратора, який є окремим випадком симетричного вібратора

Тут k - коефіцієнт укорочення і R L / d - відношення половини довжини хвилі до діаметра провідника диполя. Для отримання цієї формули ми використовували дані рис. 2-4 з книги ARRL Antenna Book, fifth edition, 1980, і онлайновий сервіс побудови математичних функцій по заданих кривих mycurvefit.com .

Наприклад, антена для діапазону 144 МГц, виготовлена з полдюймовой трубки, буде мати відношення половини довжини хвилі до діаметра R L / d = 39 / 0,5 = 78, що дає коефіцієнт k = 0.961, тобто диполь буде коротше половини довжини хвилі на 4%.

Історія антен

оборотність антен

Основні характеристики антен

Коефіцієнт посилення (КУ)

Спрямовані антени і діаграма спрямованості

поляризація антен

Вхідний імпеданс антени

Узгодження імпедансу і КСХН

Робоча смуга частот

Класифікація антен

Класифікація антен

Антени смартофону Xiaomi MI-5, який автор статті використовує для експериментів, описуваних в статтях Конвертера фізичних величин TranslatorsCafe.com. 1 - антена NFC, 2 - антена GPS, 3 - антена Wi-Fi / Bluetooth, 4 - антена для зв'язку з базовою станцією

Часто, починаючи писати статтю для Конвертера фізичних одиниць TranslatorsCafe.com, я перевіряю кишені і озираюся навколо, потім виглядаю у вікно в пошуках речей, про які потрібно написати. Сьогодні я пишу про антени. Тому спробую порахувати антени в кишенях і навколо:

  • П'ять антен (одна комбінована) в мобільному телефоні Xiaomi Mi-5:
    • основна антена для зв'язку з базовими станціями,
    • антена GPS і GLONASS,
    • антена Wi-Fi і Bluetooth,
    • антена ближньої безконтактної зв'язку NFC,
    • антена УКВ радіоприймач працював належним чином у формі телефонного дроту.
  • Три антени в старенькому яблофон 4S
  • Укорочена штирьова антена Wi-Fi маршрутизатора (в просторіччі роутера) на частоту 2,4 ГГц. Зліва - антена в зборі, в центрі - антена без чохла, праворуч - знятий чохол, вгорі стакан антени в розрізі, в якому видно провід в оплетке і діелектрична шайба. Ця ненаправленная антена з вертикальною поляризацією використовується в Wi-Fi маршрутизатор. Фактично, це полуволновой вібратор з круговою діаграмою спрямованості, в якому внутрішній провід коаксіальногокабелю без обплетення має довжину ¼ довжини хвилі. Металевий стакан має аналогічну довжину. Таким чином, все це - технологія, винайдена ще 130 років тому Генріхом Герцем, в 1886 році

  • Майже така ж кількість антен в смарт-годинах.
  • Три антени NFC в платіжних картках.
  • Одна RFID-антена в паспорті
  • Одна NFC-антена в картці Presto для оплати проїзду в громадському транспорті
  • Одна RFID-антена в чіпований домашньому коту Васьки
  • Дві антени в Wi-Fi маршрутизатор (роутер) на шафі
  • Дві антени в Wi-Fi Репітер на стіні
  • Чотири середньохвильових і УКХ антени в двох Радіобудильники
  • Одна антена Bluetooth в навушниках
  • Три Bluetooth і три Wi-Fi антени в ноутбуці і двох планшетах
  • Одна Wi-Fi антена в телевізорі
  • Одна Wi-Fi антена в відеокамері
  • П'ять антен в моїй «Хонді»:
    • середньохвильова і УКХ антени на задньому склі
    • RFID антена-котушка іммобілайзера
    • антена супутникового радіо, GPS і GLONASS

Антенна система для прийому середньохвильових і УКХ радіостанцій, інтегрована з обігрівачем заднього скла автомобіля

  • Якщо виглянути у вікно, я побачу ще кілька сотень антен: в автомобілях на парковці, антени для прийому наземного і супутникового телебачення, антени стільникового зв'язку, антени сусіда-радіоаматора. Мені також видно антенне поле з антеною системою з чотирьох щогл працює на частоті 1010 кГц средневолновой радіостанції Торонто CFRB Newstalk 1010 і одну щоглу короткохвильового радіостанції CFRX, що працює на частоті 6,07 МГц і синхронно передає ту ж програму, що і CFRB.

Антенне поле торонтской радіостанції CFRB Newstalk 1010. Антенна решітка средневолнового діапазону, побудована в 1971 р, складається з чотирьох щогл висотою 168 м, що передають на частоті 1010 кГц. Справа показана короткохвильова антена, яка працює на частоті 6,07 МГц (КВ діапазон 49 м) і обслуговує передавач радіостанції CFRX

Справа показана короткохвильова антена, яка працює на частоті 6,07 МГц (КВ діапазон 49 м) і обслуговує передавач радіостанції CFRX

Пристрій пошуку Wi-Fi Hawking Hi-Gain HWL2 діапазону 2,4 ГГц з коефіцієнтом посилення антени 5 дБі. Такими пристроями в нульових було зручно шукати місця, де можна було підключитися до Wi-Fi, коли ще не було смартфонів. У ті часи у більшості користувачів домашня мережа паролем не захищає

Всього я нарахував в кишенях і вдома три дюжини антен (холодильник і кухонна плита поки без антен) і кілька сотень антен видно з вікна квартири. Доведеться сказати банальність: Ми оточені антенами. Так давайте поговоримо про них докладніше. І постараємося зробити це без формул, щоб було зрозуміло навіть тим, хто не любить математику!

Словник Ожегова визначає антену як частина радіо- або телевізійної установки, що служить для випромінювання радіохвиль при передачі або уловлювання їх при прийомі. Якщо віднести до «радіо» радіолокаційні станції та інше радіоелектронне приймальне і передавальне обладнання (наприклад, з деякою натяжкою - навіть паспорта і платіжні картки), то можна сказати, що цілком нормальне визначення. Втім, все ж застаріле. Тому краще визначити антену як це робить Вікіпедія: «Антена - пристрій для випромінювання або прийому радіохвиль». Іншими словами, антена - це пристрій, який перетворює енергію передавача в електромагнітні хвилі або, навпаки, електромагнітні хвилі в електричний струм, який буде посилено в радіоприймальному пристрої.

Більшість антен ефективно працюють тільки у відносно вузькому діапазоні частот, тому що всі вони - резонансні пристрою. Для якісного прийому або передачі будь-яка антена повинна бути налаштована на частотний діапазон радиопередающей або радіоприймальної системи, до якої вона підключена.

В кінці XIX ст. у всьому світі налічувалося лише кілька антен. Вони використовувалися для демонстрації передачі і прийому електромагнітних хвиль. 130 років по тому, в XXI столітті, будь-яка людина носить в кишені дюжину антен, та ще кілька десятків антен можна знайти у нього вдома. Навіть холодильники і кухонні плити тепер підключаються до бездротового Інтернету!

Навіть холодильники і кухонні плити тепер підключаються до бездротового Інтернету

Лабораторія Майкла Фарадея в Королівському інституті, Лондон

Історія антен

Антени створювалися перш за все для передачі сигналів. Тому можна почати історію створення антен, згадавши оптичну зв'язок за допомогою багать і акустичну зв'язок за допомогою барабанів. Перші експерименти з доведення взаємозв'язку між електрикою і магнетизмом були виконані Майклом Фарадеєм в лабораторії, яку можна відвідати в Музеї Фарадея в Королівському Інституті Великобританії (на ілюстрації). Електронна зв'язок з'явився, коли в середині XIX в. винайшли телеграф. Пізніше Джеймс Клерк Максвелл передбачив існування електромагнітних хвиль. Теорія Максвелла була експериментально доведена Генріхом Герцем, який створив перші антени - симетричні вібратори, звані також вібраторами або диполями Герца. Він використовував такі антени для передачі радіохвиль з частотою приблизно 450 МГц. Герц також продемонстрував поляризацію радіохвиль за допомогою двох перпендикулярних антен.

Герц також продемонстрував поляризацію радіохвиль за допомогою двох перпендикулярних антен

Пристрій для реєстрації електромагнітного випромінювання Марконі (1900) в експозиції Військового музею електроніки і зв'язку в Кінгстоні, Онтаріо

Експерименти Марконі, проведені на початку XX ст., Довели можливість передачі сигналу без проводів через Атлантику. Для цього Марконі використовував 150-метрову чвертьхвильову антену, яка запускалася на повітряному змії. На ті часи це було чудове досягнення, тому що тепер ми знаємо, що на цих частотах радіохвилі средневолнового діапазону можуть надійно поширюватися в денний час тільки у вигляді земної хвилі, для якої практичне відстань прийому становить всього 300-400 км від антени передавача. Це відстань збільшується, якщо хвилі проходять над поверхнею океану. Пізніше Марконі довів, що вночі можна було досягти значно більшої дальності. Таким чином, він був першим, хто довів, що вночі хвилі средневолнового і довгохвильового діапазону поширюються набагато далі, ніж днем.

Антени на ділянці Військово-морської бази Кі-Уест, званому Маленьким Білим Домом Гаррі Трумена. Це найпівденніша точка континентальних США. Місце, де на Кі-Весті розташований маяк і де все фотографуються, найпівденнішій точкою не є, незважаючи на відповідний напис на маяку.

оборотність антен

Шість прямокутних вертикальних секторних антен мережі мобільного зв'язку і одна параболічна антена транспортної мережі зв'язку, встановлені на даху найвищої будівлі. Секторні антени зазвичай містять ряд вертикально розташованих напівхвильових вібраторів, встановлених на відстані половини довжини хвилі. За вібраторами знаходиться відбивач, а все пристрій укладено в корпус з радіопрозорого матеріалу. Секторні антени забезпечують зв'язок між мобільними телефонами та базовими станціями. Вони випромінюють промені в формі віяла (приблизно схожі на кардиоиду) в горизонтальній площині і дуже вузькі в вертикальній площині. Закриті радіопрозорим матеріалом і дуже схожі на великі барабани гостронаправлені параболічні антени використовуються для передачі сигналів між наземними базовими станціями. Якщо таких антен не видно поруч з секторними, значить інформація між наземними станціями передається по провідній або оптоволоконної лінії зв'язку

Всі антени мають властивість оборотності. Цей принцип говорить, що антени мають однакові характеристиками, зокрема, коефіцієнтом посилення і діаграмою спрямованості незалежно від напрямку передачі електромагнітних хвиль. Якщо, наприклад, передається тестовий сигнал і виміряна діаграма спрямованості в далекій зони антени, то згідно з принципом оборотності діаграма спрямованості цієї антени, що працює в режимі прийому, буде точно такий же.

Основні характеристики антен

Антени характеризуються декількома основними параметрами, що визначають їх експлуатаційні властивості і область застосування. Головною характеристикою антени є її коефіцієнт посилення (КУ), який визначає наскільки добре антена перетворює енергію вхідного сигналу в електромагнітні хвилі, які випромінює в заданому напрямку (для передавальної антени) або наскільки добре антена перетворює електромагнітні хвилі, що приходять з заданого напрямку, в електричні сигнали ( для прийомної антени). Інші характеристики включають діаграму спрямованості, поляризацію, вхідний імпеданс, резонансну частоту, робочий діапазон частот і область антени. У зв'язку з принципом оборотності, всі описані нижче характеристики антен однакові для прийомних і передавальних антен.

Коефіцієнт посилення (КУ)

У наші дні навіть ліхтарі вуличного освітлення забезпечені антенами, які використовуються для дистанційного керування ліхтарем відповідно до місцевих умов освітлення

Коефіцієнт посилення (КУ) антени являє собою відношення потужності, випромінюваної антеною в напрямку максимального випромінювання до потужності, випромінюваної ідеальної ненаправленої антеною за умови, що потужність, що подається на вхід обох антен однакова. Наприклад, коефіцієнт посилення передавальної антени, рівний 13 дБ, означає, що потужність, яку випромінює в напрямку максимуму діаграми спрямованості і виміряна в далекій зоні антени, буде на 13 дБ (або в 20 разів) вище, ніж потужність, яку випромінює ідеальної ненаправленої антеною за умови При використанні вхідних обох антен однакової потужності. Приймальна антена з коефіцієнтом посилення 13 дБ перетворює в електричний струм на 13 дБ більше потужності в напрямку максимуму діаграми спрямованості, ніж ідеальна (без втрат) ненаправленная антена, встановлена ​​в тому ж місці електромагнітного поля.

Всеспрямована телевізійна антена

Значення КУ зазвичай висловлюють в децибелах з додаванням літери «і» або «д». дБи означає порівняння з випромінюванням изотропного (ненаправленного) випромінювача, а ДБД означає порівняння з напівхвильового диполів (вібратором). у статті Абсолютні і відносні логарифмічні одиниці наводяться численні приклади інших абсолютних логарифмічних одиниць з суфіксами і опорними рівнями.

Чи завжди потрібна антена з високим коефіцієнтом посилення? Ні звичайно. Все залежить від того, де антена застосовується. Наприклад, якщо ви приймаєте телевізійні сигнали щодо високого рівня в сільській місцевості з різних напрямків від декількох антен, розташованих в найближчих містах, вам потрібна всенаправленная антена, показана на знімку. Якщо ж напрямок на телевізійну антену відомо і якість прийому сигналу низька і приходить тільки з одного напрямку, бажано мати антену «хвильової канал» з високим коефіцієнтом посилення. Для прийому слабких сигналів з декількох напрямків доведеться поставити кілька спрямованих антен.

Для прийому слабких сигналів з декількох напрямків доведеться поставити кілька спрямованих антен

Тривимірне зображення діаграми спрямованості ідеального півхвильового вібратора є піковий тороид (тобто, бублик без дірки). Діаграма спрямованості показує, що випромінювання такої антени в напрямку її осі дорівнює нулю, а максимум розташований перпендикулярно осі вібратора. Полуволновой вібратор випромінює рівну потужність у всіх напрямках перпендикулярно його осі. Потужність випромінювання поступово падає при зміні напрямку в бік осі вібратора.

Спрямовані антени и Діаграма спрямованості

Описаний вищє коефіцієнт Посилення Залежить від діаграмі спрямованості антени, яка візначає Кількість ЕНЕРГІЇ, віпромінюваної антеною в різніх напрямком относительно ее центральній осі. На ілюстрації наводитися приклад трівімірної діаграмі спрямованості антени в форме півхвільового вібратора. Зазвічай діаграмі спрямованості для зручності прізводять в двох площинах - вертікальної и горизонтальної. При цьом передбачається, что антена встановлен в тому положенні, в якому вона буде експлуатуватіся. Для показаного на ілюстрації півхвильового вібратора діаграма спрямованості в горизонтальній площині буде представлена ​​у вигляді кола, а вертикальна діаграма спрямованості буде виглядати як символ нескінченності (вісімка на боці).

На ілюстрації показана ідеальна антена. У той же час, діаграма спрямованості більшості реальних антен нагадує безліч пелюсток, в яких потужність випромінюваного сигналу досягає максимуму. Між пелюстками знаходяться «нулі», тобто місця, де випромінювання нульове. Пелюстка з максимальною потужністю сигналу називається головним пелюсткою, а решта - бічними пелюстками. Бічний пелюстка, напрямок якого утворює з напрямком до головного пелюстка кут 180 ° або близький до нього, називається заднім пелюсткою діаграми спрямованості.

Спіральна антена средневолнового і УКХ діапазонів на даху легкового автомобіля

Коефіцієнт спрямованої дії (КНД) антени визначається майже як її коефіцієнт посилення. Це відношення інтенсивності випромінювання антеною електромагнітної енергії в основному напрямку до інтенсивності випромінювання ідеальної ненаправленої антени за умови, що випромінюється антенами загальна потужність однакова. КНД показує наскільки добре антена може концентрувати випромінюється або прийняту енергію. Однак, на відміну від коефіцієнта посилення, КНД не враховує ККД антени, який завжди менше 100%, і залежить тільки від форми її діаграми спрямованості. Не враховуються втрати енергії, які завжди є в реальній антені. Тому в характеристиках антен частіше наводиться саме коефіцієнт посилення.

З початку 60-х рр. минулого століття для вимірювання діаграм спрямованості складних великих антен діапазону високих (ВЧ) і дуже високих частот (ДВЧ) в дальній зоні використовується авіація. Зазвичай передавач або приймач буксирується за літаком або вертольотом, а дані передаються по діелектричних оптоволоконному кабелю, який не впливає на діаграму спрямованості вимірювальної антени. Такі системи дозволяють досить точно виміряти реальну діаграму спрямованості дуже великих фазованих антенних решіток.

Такі системи дозволяють досить точно виміряти реальну діаграму спрямованості дуже великих фазованих антенних решіток

Супутниковий конвертер діапазону Ku телевізійної супутникової антени, який об'єднує в собі малошумний підсилювач і понижуючий перетворювач частоти. 1 - конвертер в зборі; 2 - конвертер без пластмасового корпусу; 3 і 4 - два елементи зв'язку, розташовані перпендикулярно відносно один одного в волноводе рупора опромінювача приймають сигнали супутника, зібрані параболічних рефлектором, і подають їх на малошумний підсилювач для подальшого посилення; 5 - друкована плата конвертера; 6 і 7 - ті ж елементи зв'язку, розташовані в волноводе; 8 - зворотна сторона друкованої плати з елементами зв'язку

поляризація антен

Поляризація антени - це орієнтація площини випромінюваного нею електричного поля відносно поверхні Землі. Поляризація визначається фізичної конструкцією антени і її розташуванням в просторі. Якщо антена встановлена ​​у вертикальному положенні, її випромінювання буде поляризованим вертикально. Якщо ж антена розташована горизонтально, її випромінювання буде поляризоване горизонтально. Є також антени з крос-поляризацією і круговою поляризацією. При кругової поляризації вектор електричного поля постійно обертається, переміщаючись лінійно в напрямку поширення електромагнітної хвилі. При цьому він може обертатися за годинниковою стрілкою або в протилежному напрямку. Відповідно, кругова поляризація може бути правобічної і лівобічної. Концепція поляризації дуже важлива в радіозв'язку, тому що антена з вертикальною поляризацією не здатна приймати сигнал, випромінювань антеною з горизонтальною поляризацією. У той же час, властивість поляризації дозволяє відбудуватися від небажаних сигналів.

У той же час, властивість поляризації дозволяє відбудуватися від небажаних сигналів

Wi-Fi адаптер Hawking HWU8DD з спрямованої параболічної антеною з коефіцієнтом посилення 8 дБи для діапазону частот 2,4 ГГц. Таким адаптером зручно користуватися, якщо сигнал є слабким і відомо напрямок на хот-спот і сигнал відносно слабкий

Вхідний імпеданс антени

РЛС визначення висоти цілі AN / FPS-26, виведена з експлуатації в середині 70 рр. минулого століття, в експозиції Військового музею зв'язку та електроніки в Кінгстоні, Онтаріо. Вона експлуатувалася на військовій базі Рамор в Онтаріо і була частиною системи Pinetree Line, яка представляла собою мережу радіолокаційних станцій, розташованих уздовж півночі США і півдня Канади, призначених для виявлення радянських бомбардувальників, що атакують Північну Америку.

Імпеданс являє собою міру повного опору змінному електричному струму, що складається з двох компонентів: провідникові і реактивного опору, яке, в свою чергу, може бути індуктивним або ємнісним. Для ефективної передачі енергії імпеданс приймача або передавача, антени і лінії передачі повинні бути однаковими. Приймальне і передавальне обладнання часто конструюється для імпедансу 50, 75 і 300 ом. Якщо імпеданс пристроїв не узгоджений, виникнуть втрати. Щоб їх уникнути, використовують пристрої для узгодження імпедансу, наприклад, симетрувальні трансформатори та інші погоджують пристрої. У російській мові подібні пристрої тепер називають Балун.

Балун - звичайно дивне слово. Хоча антенна техніка в рідній країні розвивається вже 130 років, слово це з'явилося в кінці дев'яностих - початку нульових разом з появою російськомовного сегменту інтернету і безлічі непрофесійних перекладачів, яким було лінь розбиратися в тонкощах радіотехніки. Навіщо розбиратися, якщо можна транслітерувати англійське balun, що походить від balanced-unbalanced?

Читач, далекий від антеною техніки, напевно запитає: а чому саме 50, 75 і 300? Якщо спробувати відповісти простими словами, то можна сказати, що так склалося історично і так просто зручно. Справа в тому, що саме таким є опір стандартних типів антен. Опір півхвильового вібратора - 75 ом, четвертьволнового вібратора з противагами (штир з декількома «рогами» внизу) - 50 ом і петлевого вібратора - 300 ом. Відповідно, для них і кабелі або відкриті лінії виготовляли. Причому, коаксіальні кабелі з опором 50 і 75 ом і 300-омні повітряні лінії виходять з прийнятними розмірами і вартістю. Зокрема, величина 50 ом стала номінальним опором коаксіальних кабелів на ранніх етапах розвитку радіолокаційної техніки, так як кабель з таким опором є компромісом між вимогами по мінімальних втрат і максимальної потужності, що передається, що важливо в радіолокації. А 75-омний стандарт був обраний, так як він забезпечував малі втрати дозволяв використовувати в якості внутрішнього провідника стандартне проведення американського калібру проводів (AWG).

Антени в задній частині фюзеляжу літака Boeing 737: ELT - антена аварійного радіобуя; SATCOM - антена супутникового зв'язку; ADF - антена радіокомпаса VHF - антена однієї з радіостанцій дециметрового діапазону

Узгодження імпедансу і КСХН

Антени «хвильової канал» і четвертьволновий вібратор з противагами діапазонів ДВЧ та УВЧ радіоаматора з позивним VA3EGG

Узгодження імпедансів антен, ліній передачі, приймачів і передавачів важливо для зведення до мінімуму втрат. Якщо вхідний імпеданс антени не узгоджений з вихідним опором передавача, то не тільки антена буде випромінювати менше енергії, ніж могла б, але і сам передавач може бути пошкоджений. Для підключення вихідного каскаду передавача до коаксіального кабелю, який з'єднує його з передавальною антеною, часто потрібно пристрій, що погодить. Якщо повного узгодження не досягнуто, то частина потужності буде повертатися назад і це призведе до виникнення в лінії передачі стоячій хвилі. Мірою узгодження імпедансу навантаження з опором лінії передачі або хвилеводу є коефіцієнт стоячої хвилі (КСВ).

Коефіцієнт стоячої хвилі частіше визначають по співвідношенню максимумів і мінімумів напруг стоячій хвилі в лінії передачі і в цьому випадку говорять про КСВ за напругою (КСХН). КСХН = 1,0 означає, що це ідеальний випадок, при якому від антени енергія не відбивається зовсім - вся вона випромінюється антеною. КСХН зазвичай залежить від частоти. Для вимірювання КСВ використовують КСВ-метри, зазвичай включаються між антеною та лінією передачі.

Для вимірювання КСВ використовують КСВ-метри, зазвичай включаються між антеною та лінією передачі

Аеростат Системи РЛС на прив'язних аеростатах (TARS), піднятий над Куджо-Кі, Флорида на висоті близько 4600 м. РЛС забезпечує виявлення низько цілей, таких як невеликі низколетящие літаки (але не крилаті ракети), уздовж південно-західного кордону США. РЛС L-88, встановлена ​​на аеростаті і закрита радиопрозрачной тканиною, забезпечує круговий огляд на відстані до 400 км. Дані з аеростата використовуються в інтересах Командування повітряно-космічної оборони Північної Америки (NORAD) і Митно-прикордонної служби США.

Робоча смуга частот

Робоча смуга частот антени описує смугу частот, в якій антена нормально випромінює або приймає електромагнітну енергію. Для визначення наскільки «нормально» антена виконує свою функцію в робочій смузі частот використовують різні параметри. Зазвичай це якість узгодження імпедансу, виражене у формі КСХН. Наприклад, КСХН

Класифікація антен

Антени класифікуються за різними ознаками: по частотному діапазону (середньочастотні, високочастотні, НВЧ і т.д.), за функціональним призначенням (прийомні, передають, для радіозв'язку, радіо- і телевізійного мовлення, радіонавігації, радіолокації і т.д.), по їх розташуванню на об'єктах (наземні, автомобільні, для літальних апаратів, космічні, надводні, підводні). Часто антени класифікуються за загальними принципами роботи. У зв'язку з обмеженим обсягом цієї статті, ми тільки перерахуємо тут основні типи антен.

  • вібраторні антена
    • Полуволновой вібратор (на ілюстрації)
    • Антена «Хвильовий канал» (на іл.)
    • Вібраторні горизонтальна діапазонна антена (ВОТ) або диполь Надененко (на іл.)
    • Вібраторні логоперіодична антена
    • турнікетна антена
    • Уголковая вібраторні антена
    • Патч-антена (на іл.)
  • несиметричний вібратор
    • Штирьова антена (на іл.)
    • Укорочена штирьова антена (на іл.)
    • Четвертьволновий вібратор з противагами (на іл.)
    • Щоглова антена (на іл.)
    • Т-подібна і Г-подібна антени
  • антенна решітка
  • Три прямокутні щілинні СВЧ-антени морських радіолокаторів. Їх діаграми спрямованості дуже схожі на діаграми спрямованості антен стільникового зв'язку на попередній ілюстрації, за винятком того, що промінь має форму віяла у вертикальній площині і вузьку форму в горизонтальній площині. Такі антени сканують простір по азимуту на 360 ° приблизно за дві секунди. Форма діаграми спрямованості дозволяє при сильній хитавиці отримувати хорошу і точну картинку на екрані радіолокатора. Щілинні антени зазвичай виготовляють з хвилеводу, в якому вирізають щілини, які і випромінюють або приймають радіохвилі приблизно так само, як це роблять вібраторні антени

    • Колінеарна антенна решітка з диполів (на іл.)
    • Антенна решітка з рефлектором
    • Фазовані антенні грати
    • Многовібраторная синфазна антена
    • Багатоярусна турнікетна антена з Ж-образними вібраторами
    • Полоскова антенна решітка
  • Петльова антена
    • феритова антена
    • Рамкова антена
    • Антена «подвійний квадрат»
    • Антена біжучої хвилі
    • спіральна антена
    • антена Бевереджа
    • ромбическая антена
  • апертурна антена
    • Параболічна антена (на іл.)
    • Рупорна антена (на іл.)
    • Щілинна антена (на іл.)
    • Діелектрична резонаторная антена

    До цієї класифікації слід ще додати декоративні (бутафорські) антени. Так, таких антен багато і вони дуже популярні серед власників автомобілів! У бутафорських антен довга історія. Прикладом сучасної (2017) бутафорської антени є антена «акулячий плавник» (на ілюстрації). Бутафорські антени для мобільних телефонів стали дуже популярними в кінці 80-х рр. минулого століття на Заході. У 80-хх і 90-х рр. минулого століття автору не доводилося бачити такі антени в рідній країні. Ті, що можна було побачити в кінці 80-х і початку лихих дев'яностих, були справжніми у дійсно серйозних людей. На Заході їх встановлювали на свої автомобілі дуже багато, щоб показати, що у власника є мобільний телефон, а значить він багатий і впливовий чоловік.

    Схоже, що цей «акулячий плавник» може містити все, що завгодно. Від декоративної пустушки, яку можна побачити на старих автомобілях, до повного набору антен: для прийому УКВ і середньохвильових радіостанцій (втім, не дуже ефективних через малі розміри), цифрового та супутникового радіо. У такому корпусі можуть також знаходитися антена супутникового навігатора, антена дистанційного керування замками дверей і багажника автомобіля і антени системи індивідуальної радіозв'язку

    Автор статті: Анатолій Золотков

Чи завжди потрібна антена з високим коефіцієнтом посилення?
Навіщо розбиратися, якщо можна транслітерувати англійське balun, що походить від balanced-unbalanced?
Читач, далекий від антеною техніки, напевно запитає: а чому саме 50, 75 і 300?

Реклама



Новости