Телевизионната антена е устройство за подобряване на качеството на приемане на вълни. телевизионни канали. Сигналът, получен с негова помощ, се предава на телевизора чрез, което осигурява минимално изкривяване. Антените могат да се използват за приемане на аналогов, цифров или сателитен сигнал, в зависимост от тях характеристики на дизайна. В момента в Русия най-често срещаните са антените аналогова телевизия. Излъчва се от Останкинската кула, използвайки метрови и дециметрови вълни.

Видове телевизионни антени

Устройството е много често срещано, тъй като почти нито един телевизор няма да може да работи без антена, с изключение на тези, които са свързани към кабелна телевизия. Различните населени места имат различно разстояние от ретранслатора. Някои къщи могат да бъдат разположени на стотици километри, докато други са само на няколко крачки. Този фактор пряко влияе върху мощността на антената, което ще ви позволи да получите сигнал с приемливо качество, компенсирайки разстоянието. Всички телевизионни антени могат да бъдат разделени на 3 категории:

• Стая.
• улица.
• Сателит.

Вътрешна телевизионна антена

Тези устройства се монтират на закрито. Те са най-евтините и освен това не изискват сложна инсталация. Когато избирате в тяхна полза, не е необходимо да полагате коаксиален кабел отвън, като правите проходен отвор във фасадната стена или рамката на прозореца. Основният недостатък на този дизайн е слаб сигнал. В тази връзка те се инсталират само в райони с разстояние до 30 км от телевизионен център или ретранслатор. На по-голямо разстояние полученият сигнал ще има силно изкривяване, което няма да ви позволи да гледате висококачествена телевизионна картина.

Вътрешните антени могат да бъдат оборудвани и с усилвател на сигнала. Колкото по-далеч от повторителя, толкова по-мощен усилвател ще е необходим. Тези устройства са разделени на два типа по дизайн:

• прът.
• рамка.

прът

Това са най-слабите стайни устройства. Имат 2 или 4 телескопични мустака-вибратора, които улавят сигналите. Дължината им обикновено не надвишава 1 м. Те са свързани към специална стойка, която има вътре съгласуващ трансформатор, който предава сигнала към коаксиалния кабел и по-нататък към телевизора. Използването на този дизайн има своите предимства. Той е лек и благодарение на телескопичните мустаци може да бъде компактно сгънат за транспортиране.

Ако ретранслаторът на сигнала е близо, мустаците могат да бъдат направени къси, така че да не заемат полезно място. Когато телевизионната кула е далеч, височината им е настроена на максимум, което ви позволява да компенсирате разстоянието. Често телевизионната антена с прът идва с телевизор. На повечето е познат с популярното име "рога". Такива антени добре приемат вълни в метровия диапазон. За да се извърши тяхното регулиране, е необходимо да се промени не само височината, но и разстоянието между мустаците, за което е предвидено тяхното закрепване с помощта на панти. Големият недостатък на прътовата антена е липсата на универсална настройка. След като зададете позицията на мустаците за добро приемане на един канал, вторият ще започне да се излъчва на екрана със смущения.

рамка

Повече или по-малко перфектни са рамковите устройства. Те улавят сигнали в дециметровия диапазон. Тези устройства имат метален контур, направен под формата на рамка, която е фиксирана на стойка. Такова оборудване все още е по-добро от оборудването с пръчки, но все още е далеч от идеалното. Не може да се използва на значително разстояние от ретранслатора или телевизионната кула.

външна телевизионна антена

По-мощни са външните антени за приемане на телевизионен сигнал. Те са инсталирани на хълм в зони с открита видимост. Често такива антени могат да се видят на покривите на многоетажни сгради. Жителите на частния сектор ги инсталират на върха на висока метална тръба, фиксирана вертикално. В този случай се осигурява надморска височина от 10-15 m, което позволява да се компенсира изкривяването на вълните от стените на къщите и клоните на дърветата. Всъщност, колкото повече препятствия за сигнала има наоколо, толкова по-голямо разстояние е необходимо, за да повдигнете антената.

Тези устройства се предлагат в различни външни дизайни, но всички те са разделени на 2 вида според принципа на работа:

• Активен.
• Пасивен.

активен дизайн

Такава телевизионна антена има, което ви позволява да получавате сигнали много по-добре и да компенсирате смущенията. Такива устройства се избират, ако ретранслаторът е далеч и пред антената има сериозни препятствия за разпръскване на сигнала, като къщи, горски масиви и електропроводи. Също така ще е необходимо активно устройство, ако инсталацията се извършва в низина, когато няма пряка видимост между източника на излъчване и приемащата точка.

Активните антени могат да предават сигнал към няколко телевизора. За да направите това, просто трябва да използвате специален тройник за коаксиален кабел. Усилвателят, който използват, изисква отделно захранване. За това е осигурен понижаващ блок от 12 волта. Свързва се към коаксиален кабел на телевизора и подава напрежение към приемната точка към вибриращите антени, близо до които има усилвателна платка, скрита в запечатан корпус.

Пасивни устройства

Такива антени са по-евтини, но те могат да бъдат избрани само ако има пряка видимост без препятствия между приемащата точка и оборудването за излъчване. При такива условия не е необходимо използването на усилвател. Жителите на отделни къщи може да живеят твърде близо до кулата за излъчване, така че се нуждаят точно от такава антена. Но дори и тя може да получи сигнал с изкривяване от факта, че е твърде силен. В този случай ще трябва да инсталирате специално оборудване - атенюатор. Позволява ви да компенсирате този недостатък, като намалите силата на сигнала до приемливо ниво за телевизора.

Сателитна антена

Разбира се, най-доброто оборудване за приемане на телевизионен сигнал е антената за сателитна телевизия. Той улавя излъчването не от телевизионна кула, разположена на земята, а от сателит. Това е масивна конструкция, която е в пъти по-скъпа от външните и още повече вътрешните устройства. Антената се състои от голяма боядисана в бяло метална чиния, която действа като екран за фокусиране на сателитното излъчване. Вълните, които го удрят, се улавят от конвертор, който е направен под формата на малка глава, малко по-малка от юмрук. Той се настройва на определен сателит и приема всички телевизионни канали, които излъчва. Броят на преобразувателите на антената е различен в зависимост от региона, но рядко надвишава 3 броя.

Сигналите на конвенционалните оператори на земята и сателитните са различни, така че телевизорът не може да ги възприеме. В тази връзка между инвертора и телевизионния екран е инсталиран приемник. Той е малко устройство, чиито размери са малко по-малки от тези на DVD декодери. Неговата задача е да трансформира сателитния сигнал в стандартен телевизионен сигнал.

Обикновено, ако в къщата има два телевизора, тогава всеки от тях ще изисква отделна телевизионна антена, което се дължи на спецификата на конвертора. Когато приема един канал от сателит, той не може да обработва друг канал едновременно. С други думи, ако направите такава връзка, тогава всички телевизори ще показват един телевизионен канал.

Сравнително наскоро този проблеме решен. Появиха се универсални конвертори, които ви позволяват да се свържете към два телевизора, като същевременно запазвате възможността за гледане различни канали. Техният дизайн осигурява два входа за свързване на коаксиален кабел. За съжаление дизайнът не е перфектен. При избора на такъв конвертор ще се използва една телевизионна антена, но все пак трябва да свържете приемник към всеки телевизор.

Сателитните устройства предават много по-добър сигнал към телевизора от наземните станции, поради което са много популярни, особено в региони, където разпространителите са много далеч. Дори и при много труден терен ще можете да гледате телевизионни програми с перфектна картина, което би било невъзможно с външна антена. Смущения в сателитното излъчване могат да възникнат само в случай на силна гръмотевична буря или силен снеговалеж.

Сателитните чинии имат много предимства. Те със сигурност са по-добри от другите видове, но имат и недостатък. Освен че са по-скъпи, те изискват квалифицирана поддръжка. Малко вероятно е да можете да ги инсталирате сами, защото първоначално трябва да проверите качеството на сигнала и да поставите антената в правилната посока под правилния ъгъл. Освен това, за да работи приемникът правилно, е необходимо да се записват честотите на излъчваните канали, които периодично се променят. След фърмуера ще бъде възможно да видите всички канали в продължение на няколко месеца, след което някои от тях ще започнат да изчезват, докато останат само няколко от стотиците. Ще трябва да префлашвате отново. Да го направите сами е трудно, защото имате нужда от специален кабел и софтуерс кодове на канали. Ще трябва периодично да се свързвате със специалисти сервизни центровечиито услуги не са безплатни.

Ако при нормални метеорологични условия сателитна телевизионна антена започне да излъчва сигнал със смущения, това най-вероятно се дължи на липсата на пряка видимост между чинията и сателита. Обикновено това се дължи на растежа на дърветата. Достатъчно е да отрежете клоните и качеството на сигнала се възстановява. Освен това проблемът може да се крие в промяната на позицията на преобразувателя. Когато монтирате антената, тя се настройва под правилния ъгъл спрямо местоположението на сателита. Ако ъгълът се промени леко, качеството на приемане е изкривено. Обикновено при силни ветрове лошо фиксирана чиния може да се обърне малко, буквално няколко сантиметра. В този случай трябва да се преконфигурира. Това е доста трудно да се направи без специално диагностично оборудване.

Антени(от латинската дума antenna - мачта, арба) в предавателислужат за преобразуване на радиочестотни електрически трептения в енергия на електромагнитно поле (радиовълни), в приемници- за преобразуване на енергията на радиовълните в радиочестотни токове.

Всяка антена може да се използва както за предаване, така и за приемане, като нейните характеристики (честотен диапазон, свойства на насоченост и т.н.) се запазват.

Това до голяма степен обяснява факта, че предназначението на антената (приемаща или предаваща) обикновено не отразява нейния символ. Самото местоположение на символа на антената на диаграмата уникално определя нейната функция (припомнете си, че развитието на диаграмата, като правило, се извършва отляво надясно).

Ориз. 1. Обозначаване на симетрични антени на диаграмите.

Общото обозначение на антената се използва в случаите, когато е необходимо да се покаже асиметрична антена, т.е. антена, свързана към предавател или приемник с един проводник (земята служи като втори проводник). Такива антени се използват в диапазоните на дълги, средни и къси вълни. В диапазона на ултракъсите вълни, както и в диапазона на късите вълни, се използват симетрични антени, т.е. антени с двупроводен изход (или вход). Общото обозначение на симетрична антена се различава от тези, посочени от наличието на два проводника (фиг. 1, а).

Предназначение и характеристики на антенатав най-общ вид те показват посоката на разпространение на потока със знаци електромагнитна енергия. Символите на приемната, предавателната и приемно-предавателната антена, изградени с помощта на тези знаци, се използват в много схеми.

Стандартът ESKD предвижда специални знаци за обозначаване на такива характеристики на антените като ширината и характера на движение (въртене, люлеене) на главния лоб на диаграмата на излъчване, вида на поляризацията, насочеността по азимут и височина и др. Като примери за използването на такива знаци на фиг. 1 показва символите на въртяща се антена (b) и антени с хоризонтална (c) и вертикална (d) поляризация.

За да се подобри ефективността на асиметричните предавателни и приемащи антени, се използва заземяване (в най-простия случай това е метален лист или тръба, заровена до дълбочината на почвената вода). На диаграмите заземяването е изобразено с три къси черти, вписани под прав ъгъл (фиг. 2, а). Понякога вместо заземяване се използва противотежест - голямо числожици, опънати над земята на малка височина. Такова устройство се обозначава с две успоредни линии с различна дължина, по-голямата от които символизира земята (фиг. 2, 6).

Ориз. 2. Обозначаване на схемите за заземяване.

Разглежданите символи са конструирани по функционалния метод. С други думи, те се основават на общия символ на антената, а характеристиките се изразяват чрез спомагателни знаци. В радиотехниката такива обозначения се използват главно в структурни и функционални диаграми, т.е. в първите етапи на разработване на устройството, когато се определят характеристиките на антената и нейният конкретен тип все още не е избран.

AT електрически схемипо-често те използват конвенционални графични символи, напомнящи изключително опростени чертежи на специфични видове антени. И така, най-простата антена - асиметричен вибратор (вертикален проводник, щифт) е изобразен като сегмент от вертикална удебелена линия (фиг. 3). Такива антени се използват в диапазоните на дълги, средни, къси и ултракъси вълни.

Ориз. 3. Антена - асиметричен вибратор в приемника.

Въпреки това, за да работи добре такава антена, нейната дължина трябва да бъде приблизително една четвърт от работната дължина на вълната. В диапазоните на къси и ултракъси вълни, чиято дължина не надвишава няколко десетки метра, това изискване е лесно изпълнимо, но при средни и още повече при дълги вълни е много по-трудно, тъй като една четвърт от дължината на вълната в тези диапазони достига стотици метри.

За да не се строят скъпи високи конструкции, в горния край на вертикалната тел (вибратор) се закрепват една или повече хоризонтални телчета, което сякаш удължава вибратора. В диаграмите L-образните и Т-образните антени са обозначени със символи, които ясно ги предават характеристики(Фиг. 4, а, б).

Ориз. 4. Обозначаване на диаграмите на L-образни и Т-образни антени.

За разглежданите асиметрични вибратори вертикалната част служи като излъчвател (приемник) на радиовълни. В диапазоните на късите и ултракъсите вълни, поради особеностите на тяхното разпространение, обикновено се използват антени, в които работят хоризонталните части.

Най-простата антена в диапазоните ed е симетричен вибратор, който представлява два изолирани хоризонтални проводника с еднаква дължина, между които е свързана двупроводна линия, свързваща антената към приемника или предавателя. Тази комуникационна линия се нарича фидер (от английски feeder - фидер). Общата дължина на вибратора обикновено е равна на около половината от дължината на работната вълна. "

Симетричен вибратор(условното му графично обозначение е показано на фиг. 5) има ясно изразени насочени свойства. Най-хубавото е, че той приема или излъчва в равнина, перпендикулярна на оста му, а най-лошото - в равнини, минаващи през него. Следователно, такива. антената (например за приемане на телевизия) е разположена така, че нейните хоризонтални части (рамене) да са перпендикулярни на посоката на телевизионния център.

Ориз. 5. Обозначение на антената "Симетричен вибратор".

На практика често се изисква антената да може да излъчва или приема радиовълни в достатъчно широка честотна лента. Постигането на това е; използвайки няколко успоредни проводника като рамена на вибратора, свързани с краища.

Антените с този дизайн, известни като дипол на Надененко, са намерили широко приложение в късовълновите комуникации. За същата цел (разширяване на честотния диапазон) телевизионни антеничесто се правят от парчета дебели тръби или се използват сложни вибратори, като вибратори с цикъл.

Луп вибраторсе състои от два полувълнови вибратора, свързани с краища. Тази конструктивна характеристика на вибратора с контур е отразена и в неговия символ (фиг. 6).

Ориз. 6. Антена - контурен вибратор.

Важно условие за добра работа на антената е съпоставяне на неговия входен импеданс с вълновия импеданс на захранващото устройство, тъй като само в този случай той може да излъчва или получава най-голяма мощност. За да съпоставите антените с фидера, използвайте специални устройствапод формата на сегменти от двупроводни линии или използвайте така нареченото шунтово захранване на вибратори.

Симетричен вибратор с шунтово захранванее непрекъснат проводник с дължина също равна на половината от дължината на волята. Захранващото устройство е свързано с него в две точки, разположени симетрично спрямо средата му. Чрез промяна на местата, където фидерът е свързан към вибратора, е възможно да се постигне равенство на входния импеданс на антената с вълновия импеданс на фидера, т.е. По същия начин, контурните вибратори на шунтовата мощност се координират с захранващото устройство. Символът на полувълнов вибратор с мощност на шунт е показан на фиг. 7.

Ориз. 7. Символ на полувълнов вибратор с шунтова мощност.

Когато се използва коаксиален кабел като захранващо устройство, има нужда от балансиране, т.е. създаване на условия, при които токовете в точките на свързване към вибратора имат противоположни фази. На практика устройството за балансиране е направено под формата на парче кабел с дължина на половин вълна, огънат под формата на буквата U.

Захранването чрез коаксиален кабел с балансиращо устройство от този вид илюстрира символа на контурния вибратор, показан на фиг. 8 (кабелът тук е обозначен с кръг със сегмент от допирателна, успореден на електрическата комуникационна линия, а съвпадащото устройство е обозначено с дъга, свързваща проводниците на вибратора).

Ориз. 8. Захранване по коаксиален кабел с балун.

За да комуникират на къси вълни, антените трябва да са еднопосочни, тоест трябва да излъчват и приемат радиовълни само от една посока. Типичен представител на такива антени е ромбична антена, която представлява ромб, изработен от тел, чиито страни са около четири пъти по-големи от дължината на вълната. Към един от острите ъгли на антената е свързан двупроводен фидер, а към другия е свързан абсорбиращ товар, чието съпротивление е равно на вълновите импеданси на антената и фидера. В символа на ромбична антена символът на резистора (поглъщащ товар) е намален с около половината в сравнение с обичайния. Това прави обозначението на антената по-компактно (фиг. 9).

Ориз. 9. По-компактно обозначение на антената.

В метровите и дециметровите дължини на вълните често се използват антени " вълнов канал”, които имат значително по-голям, в сравнение с единичен вибратор, коефициент на насочено действие. Такава антена, в допълнение към основния - активен - вибратор, съдържа няколко пасивни. Единият от тях, разположен зад активния, се нарича рефлектор (от лат. reflectere - отразявам), останалите (разположени пред активния) се наричат ​​директори (directio - насочвам). Дължината на рефлектора е малко по-голяма, а директорите са малко по-малки от дължината на активния вибратор. На диаграмите това е показано чрез различните дължини на съответните символи в антенния символ "вълнов канал" (фиг. 10).

Ориз. 10. Символ на антената "вълнов канал".

За да се подобрят насочените свойства на антените, те също се използват метални рефлекторипод формата на ъгли, огънати от метален лист, параболоиди и др. Символът на такъв рефлектор възпроизвежда (разбира се, опростен) неговия профил в разрез. Като пример, на фиг. 11 са доказани графичните символи на антена с радиатор (приемник) под формата на симетричен вибратор и ъглов рефлектор (а) и антена с криволинеен рефлектор (б), чийто вибратор се захранва през коаксиален кабел (устройството за балансиране не е показано за простота).

Ориз. 11. Обозначения на антени с радиатор (приемник) под формата на симетричен вибратор и ъглов рефлектор (а) и антена с криволинеен рефлектор (б).

За предаване на електромагнитна енергия в обхвата на сантиметрови и милиметрови вълни, вълноводи- метални тръби, обикновено правоъгълни. Отвореният край на вълновода излъчва електромагнитни вълни. За подобряване на излъчването към него е прикрепена пирамидална фуния, която се нарича рупорна антена. Символът на последния е показан на фиг. 12. Тук ъгъл, наподобяващ гнездо на разглобяема връзка, символизира антенен рог, правоъгълник на електрическа комуникационна линия, прикрепен към него - правоъгълен вълновод.

Ориз. 12. Антена - пирамидална фуния.

Подобряване на характеристиките на насоченост в тези вълнови диапазони може да се получи и чрез използване на метален рефлектор чрез поставяне на рупорен излъчвател в неговия отвор (фиг. 13). Така нареченият диелектрична антена. Представлява плътна или куха пръчка, изработена от висококачествен диелектрик (полистирен, полиетилен), върху основата на която е поставена метална чашка, която играе ролята на рефлектор. На разстояние една четвърт дължина на вълната от дъното на стъклото в тялото на антената е фиксиран вълнуващ щифт.

Ориз. 13. Клаксон излъчвател.

Благодарение на специалната форма на генератора на пръта, електромагнитните вълни излизат от него под същите ъгли спрямо оста, в резултат на което се създава насочено излъчване. Конвенционалното графично обозначение на диелектрична антена е тесен триъгълник, засенчен с наклонени линии с линия, водеща от по-малка основа (фиг. 14).

Ориз. 14. Условно графично обозначение на диелектрична антена.

Така нареченият магнитни антени(те не реагират на електрическия компонент на електромагнитните вълни, както всички разгледани по-рано антени, а на магнитния). Най-простата антена от този тип е рамка, състояща се от един или повече навивки на проводник. Независимо от формата на завоите, рамковата антена е изобразена като отворен квадрат с водещи линии от съседните страни (фиг. 15).

Ориз. 15. Изображение на рамкова антена.

Много по-често се използват магнитни антени с феритна магнитна верига. В диаграмите те са обозначени като един или повече (според броя на намотките) индуктори с обща магнитна верига, но за разлика от последните винаги са разположени хоризонтално (фиг. 16, а).

Ориз. 16. Магнитна антена.

Принадлежността към антенни устройства е показана с общ символ, поставяйки го над средата символмагнитна верига. Намотките на магнитна антена обикновено се използват като намотки на входни колебателни вериги, поради което се обозначават с кода на намотките - латинската буква L, а възможността за регулиране на тяхната индуктивност (чрез движение по магнитната верига) е показана с вече познатия знак за регулиране на настройката (фиг. 16.6).

Литература: V.V. Фролов, Език на радиосхемите, Москва, 1998 г.

Всяка антена като пасивно линейно устройство може да работи:

В режим на предаване;

в режим на получаване.

И в двата режима антената се характеризира с насоченост, поляризационни свойства и входен импеданс.

Основните характеристики и параметри, които описват тези свойства, включват:

честотна лента;

входен импеданс;

Диаграма на излъчване (DN);

Коефициент на насочено действие (KND);

Усилване на антената (KU);

Ефективност на антената (КПД);

Честотна лента

Честотният диапазон, в който амплитудно-честотната характеристика (AFC) на антената е достатъчно равномерна, за да осигури предаване на сигнал без значително изкривяване на формата му.

Това е диапазонът от честоти, върху който антената работи ефективно, обикновено централната (резонансна) честотна област. Зависи от вида на антената, нейната геометрия.

Основните параметри, които характеризират честотната лента, са честотната лента и неравномерността на честотната характеристика в рамките на лентата.

Фиг.5

Ширината на честотната лента (фиг. 5.) обикновено се определя като разликата между горната и долната граница на честотите на секцията с честотна характеристика, при която амплитудата на трептене от максимума намалява до корена на два пъти или мощността намалява с 2 пъти. Това ниво съответства приблизително на -3 dB. Ширината на честотната лента се изразява в единици честота (напр. херц).

Неравномерната честотна характеристика характеризира степента на нейното отклонение от права линия, успоредна на честотната ос, изразена в децибели.

Входен импеданс на антената.

Антената е източник на сигнал, който се характеризира с електродвижеща сила (ЕМС) и вътрешно съпротивление, което се нарича входен импеданс на антената.

Стойността на входния импеданс на антената трябва да се знае, за да се съгласува правилно антената с фидера и приемника (предавателя): само при това условие на входа се подава максимална мощност. При правилно съгласуване входният импеданс на антената трябва да бъде равен на входния импеданс на фидера, който от своя страна трябва да бъде равен на входния импеданс на приемника (предавателя). Входният импеданс (импеданс) на антената рядко е равен на импеданса на захранващата линия. За съпоставяне се използват съпоставящи устройства.

Входният импеданс на антената също зависи от обекти, разположени в близост до антената и влияещи върху разпределението на полето в пространството, което трябва да се вземе предвид при инсталиране на антената.

Зависимостта на входния импеданс на антената от честотата се нарича честотна характеристика: колкото по-малко се променя входният импеданс на антената с промяната на честотата, толкова по-широка е нейната честотна лента.

Диаграма на излъчване на приемната антена.

Това е графика, която характеризира зависимостта на ЕМП, индуцирана в антената от електромагнитно поле, от нейната ориентация в пространството.

Диаграмата на антената дава графично представянезависимост на усилването на антената или насочеността на антената от посоката на антената в дадена равнина. Диаграмата на излъчване се изгражда в полярна, сферична (фиг. 4) или в правоъгълна координатна система в две характерни равнини (хоризонтална и вертикална).

Когато антената се завърти в една или друга посока от нулевата посока, на диаграмата се нанасят стойностите, съответстващи на съотношението E/Emax. Ако повдигнем на квадрат относителната Стойности на ЕМП, съответстващи на различни посоки на пристигане на сигнала, тогава е възможно да се изгради диаграма на излъчване по отношение на мощността (фиг. 7).

Фиг.7.

захранващо устройство за радиовълни с обхват на антената

Основният параметър на диаграмата на излъчване е ъгълът на отваряне (ширината) на главния лоб, в рамките на който мощността пада до ниво 0,5 от максимума.

Лобът, съответстващ на максималния сигнал или нулевата посока, се нарича основен или основен лоб, останалите са странични или задни (в зависимост от местоположението спрямо главния лоб).

Ширината на главния лоб се използва за преценка на насочените свойства на антената. Колкото по-малка е тази ширина, толкова по-голяма е насочеността на антената.

Формата на диаграмата на излъчване зависи от вида и конструкцията на антената. Например, диаграмата на излъчване на полувълнов вибратор в хоризонталната равнина прилича на осмица, а във вертикалната равнина прилича на кръг.

В някои случаи диаграмата се изгражда в две взаимно перпендикулярни Е и Н равнини. Полярната диаграма показва посоката, в която е концентрирана енергията на съответния компонент. Пример за полярен модел в E-равнината е показан на фиг. 8. Стойността на амплитудата на излъченото поле се нанася по радиуса, нормализирана към стойността на амплитудата в главния максимум.

Фиг.8

Насоченост на антената.

Това число показва колко пъти мощността, получена на входа на приемника, когато се приема от насочена антена, е по-голяма от мощността, която може да бъде получена, когато се приема от многопосочна антена (при същата сила на полето).

Свойствата на насоченост на антената се характеризират с модела на насоченост, обсъден по-горе (фиг. 5).

Усилване на антената

Съотношението на мощността на входа на еталонната антена към мощността, подадена на входа на разглежданата антена, при условие че и двете антени създават в дадена посока на едно и също разстояние равни стойностинапрегнатост на полето или същата плътност на потока на мощността.

Коефициентът на усилване на антената показва колко пъти е необходимо да се увеличи мощността на входа на антената (изходната мощност на предавателя) при замяна на тази антена с идеална ненасочена антена, така че стойността на плътността на потока на мощността на електромагнитното поле полето, излъчвано от антената в точката на наблюдение, не се променя. Приема се, че коефициентът на ефективност (COP) на ненасочена антена е равен на единица.

Усилването на антената е безразмерна величина и може да се изрази в децибели (dB).

Ефективност на антената

Това е параметър, който характеризира загубата на мощност в антената и е отношението на мощността на излъчване към мощността, която се подава към антената от предавателя.

Загубената мощност в антената се състои от загуби в земята, проводниците на антената, изолаторите, използвани за окачване на мрежата на антената, във въжетата, поддържащи антената. Основните загуби на енергия са загубите в земята.

По силата на принципа на обратимостта на антената, ефективността на приемната антена се оценява от ефективността, която тя ще има, когато се използва като предавателна.

Тъй като мощността на приетите радиовълни е много малка, ефективността на приемната антена може да бъде ниска, но не по-малко от 10-15%.

Заключение

По време на създаването на тази работа проучих:

Назначаване на антенно-фидерни устройства;

Обхватът на радиовълните, използвани в радиотехниката;

Видове антени;

Основни параметри на антените.

Библиография

Г.А. Ерохин, О.В. Чернов, Н.Д. Козирев, В.Д. Кочержевски "Антенно-фидерни устройства и разпространение на радиовълни";

V.F. Власов "Курс по радиотехника" - Москва, 1962 г

Глава 4 - Антени - "прозорци" към други светове

От електронната версия на печатното издание на книгата на А. Поа: „Нашият свят и ние“, част 1 - "Светът и ние"(Поредица от изданието: "Търсенето на истината", М. МЦНТИ - Международен центърнаучни и техническа информация. ООО " Мобилни комуникации“, 2004), публикуван на уебсайта www.pois.ru

Глава 4 - Антени - "прозорци" към други светове.... 1

Предназначение и насочени свойства на антените .. 1

различни видовеантени.. 6

Антените не се наричат ​​антени. 24

Антени с космически мащаб.. 25

Космически нехомогенни диелектрични лещи и гравитация. 26

Египетските пирамиди като облъчватели на лещова антена, наречена "Земя". 30

Галактики, междузвездни мъглявини, планетарни черупки и черни дупки като антени.. 32

Антени в земен мащаб.. 36

Антените на микросвета.. 44

Някои изкуствени форми като антени.. 50

Общи параметриреални и полеви антени .. 55

Изводи.. 57

Антените, както знаете, са много "тясно" научно направление, но се използват толкова широко, че почти всеки човек използва една или друга антена в ежедневието си, без да мисли, като правило, нито за принципите на тяхната работа, нито за относно техните свойства. Антените принадлежат към тази област на науката, без която по-нататъшното познание на света е невъзможно, тъй като те са устройствата I/Oенергия, позволяваща обмен на информация, включително през огромни интервали от пространство-време. Те винаги се намират на външната повърхност на средата, чиито „прозорци“ са, и затова са лесни за откриване. В допълнение, цялата основна информация за самите антени, както и за нас самите, е „изписана на лицето“ и може да бъде разчетена доста лесно от съответните специалисти. Теорията на антените, която се основава на теорията за електромагнитното поле, е толкова универсална, че може да се използва в различни области на науката. По-долу е основната информация за антените. И въпреки че неговите първоизточници -, - и - са предназначени за студенти от висши учебни заведения и тесни специалисти, той е даден тук в най-обща форма и е представен, ако е възможно, по популярен начин, следователно може да бъде разбран от доста широк кръг от читатели. В допълнение към антените, създадени от човека, тази глава обсъжда естествени антени и някои изкуствени структури, които по правило не се считат за антени, въпреки че всъщност са. Сред антените, създадени от самата природа, можете да намерите аналози на всички антени, създадени от човека.

Предназначение и насоченост на антените

Антена- устройство, предназначено за излъчване (емисия, "разпръскване") и приемане (абсорбция, "улавяне") електромагнитнивълни. Подобни устройства обаче се използват и при работа с еластичнавълни, особено звукови вълни.

Антената преобразува вибрациите в свободни вълни (или обратното) и излъчва (приема) тези вълни в определени посоки (от определени посоки) в съответствие с нейния модел на излъчване. Вълните между антената и генератора (приемника) се разпространяват по захранващата линия ( електропровод) под формата на свързани, "бягащи" по него вълни.

Чрез предавателната антена се преобразуват свързаните вълни, идващи от възбудителя на трептения - генератора. Безплатно, които след това се излъчват („разпръскват“) и се разпространяват в свободното пространство. Приемната антена изпълнява обратни действия- улавя свободните вълни и ги преобразува в свързани, които след това се предават на приемника, където отново се преобразуват в трептения.

Строго погледнато, абсолютноняма свободни вълни, както няма абсолютно свободно пространство. Следователно, разпространявайки се дори в уж свободното пространство, вълните се свързват със средата, макар и в непропорционално по-малка степен, отколкото с енергийния водач.

Ако някое UNITY наистина е вълна от частици, тогава "уловителите" и "пръскачките" всякаквивълните от частици, а не само електромагнитните, също могат да бъдат наречени антени.

Антената по принцип може да бъде всякаква и не само материална и видима, но и полева и невидима форма, способна да „улавя” – приема или „пръска” – излъчваща енергия от един или друг вид. Но може само да улавя енергия празно, "празен", имаща форма недостатъктози вид енергия. И "спрей" - само пренаселеноформа, която има излишък от енергия. Незапълнената и препълнената форма е, както вече беше показано, вид енергийна "вдлъбнатост" и съответно "изпъкналост". В първия плътността на енергията от определен тип е по-малка, отколкото в комуникиращото с него пространство, а във втория - повече.

Енергийни тръбопроводиизползвани в антенната технология са показани на фиг. 4.1 (поз.1).

Много устройства, създадени от природата и човека, имат подобна форма. И въпреки че повечето от тях не се наричат ​​енергийни проводници, те всъщност могат да станат такива, ако видът енергия, който са в състояние да насочват, се появи в тяхната среда. По принцип естествени и изкуствени елементи, които имат не само подобен дизайн, но и много други форми, могат да служат като проводници на енергия.

Създадените от човека структури, способни да служат като енергийни проводници, включват много строителни елементи, включително различни тръби и валцовани профили. Към естествени - речни корита; корени, стволове и клони на растения; пещери и много други, включително слоеве на атмосферата с различна плътност, които, както знаете, са атмосферни вълноводи за определен диапазон от вълни (виж фиг. 4.1, поз. 2).

Всякаквиръководството за захранване винаги действа като антена, въпреки че усилването на такава антена може да бъде безкрайно малко. Това е следствие от факта, че абсолютнозатворени системи не са създадени нито от човека, нито от природата и всяка система, поне малко открехната за енергия от един или друг вид, вече е антена. Добрата антена е отворен захранващ кабел, например колебателна верига. В затворена верига енергията, променяща се с определена честота във времето, осцилира в малък пространствен интервал. Но ако веригата е „отворена“, тогава тези трептения ще се „разтегнат“ в пространството, образувайки вълни, а колебателната верига ще се превърне в антена.

Свободна електромагнитна вълна, както вече беше споменато, е система от затворени вериги (виж фиг. 2.1, поз. 2), вътре в които циркулира електричествое потокът от електрони. Електрическите вериги създават около себе си затворено магнитно поле, състоящо се от множество магнитни "пръстени", разположени в равнина, перпендикулярна на равнината на електрическата верига. Магнитните "пръстени" от своя страна създават електрически и т.н. В резултат на това се образува движещо се поле, състоящо се от "нанизани" един върху друг и разположени във взаимно перпендикулярни равнини на "пръстени". Всеки от тези "пръстени" може да се разглежда като затворена верига, в която "бият" стоящи вълни, създавайки издутини и вдлъбнатини на повърхността му. Образуването на единични „пръстени“, видими за нас, които „дишат“, може да бъде демонстрирано от опитен пушач, рязко издишващ дим. Подобни частици-вълни също могат да бъдат "избити" от "Тета" апарата.

Тета апаратът е дървена кутия, в който вместо една стена е опъната плътна материя (мембрана), а на противоположната стена е изрязан отвор. С рязък удар върху мембраната, въздухът (трябва да бъде оцветен, за да се вижда) се изхвърля от отвора във формата въртящ се пръстен.

Насочени свойства на антените- способността да се концентрират (усилват) частици-вълни в определени посоки чрез създаване на тесни лъчи (лъчи) или други, понякога много сложни, форми от тях, както е известно, се проявяват, когато техните размери значително надвишават дължината на вълната. Но почти всяка антена има насоченост, поне малка. Свойствата за посока са обект на принцип на реципрочност, от което следва, че насочени свойстваантени по време на работа в режим на предаване и получаване са еднакви. Насоченото излъчване на вълни от частици позволява, без да се увеличава мощността на предавателя с десетки, стотици, хиляди и дори милиони пъти, да се увеличи концентрацията на вълни от частици в определени посоки и (или) без да се увеличава чувствителността на приемника, да се усили сигналът, отслабен със същия брой пъти, идващ от същите посоки. Насочените свойства на антената се определят от нейната диаграма на излъчване.

Аналог, макар и далечен, на насочените "антени" могат да бъдат големи предприятия. В пиковите часове те „улавят” или „изпускат” голям брой хора, увеличавайки плътността на човешките потоци в определени посоки. В този случай също се прилага принципът на реципрочност - потоците от хора, както когато са „уловени“ от предприятието, така и когато са „излъчени“, ще бъдат приблизително еднакви, но насочени в противоположни посоки.

Насочен модел (DN)определя характера на разпределението в пространството на мощността на електромагнитното поле, излъчвано (прието) от антената.

От дефиницията следва, че в общия случай RP определя разпределението на енергията в пространството, посоката на нейното движение, т.е. насочените свойства. Това е един вид разпределителна мрежа. Следователно DN има всякаквисистема, способна да насочва (разпределя) определени видове енергия, вълни от частици от определен диапазон по определен начин. Всякакви мрежа от електропроводисъщо емил DN.

Океански и въздушни течения; орбити, комети, планети, звезди и др.; път до работа и обратно; мрежа от всякакви силови линии, включително магнитни; и много други мрежи са вид NAM. За автомобилите това е мрежа от пътища, а за влаковете е мрежа от железопътни линии. За вода - мрежа от резервоари и кухини в земната кора, включително пещери и подземни реки, водоснабдителна мрежа и др. За самолети - въздушни пътища. За електрически ток и газ - съответно електрическа и газова мрежа. За енергията, която осигурява жизнената дейност на хората и животните, това е главно нервната, кръвоносната, лимфната и храносмилателната система. Всички тези системи (и не само те), като водопроводна или газова мрежа или пътна система, на определени интервали от пространство-времето може да се запълничастици-вълни от един или друг вид, но може или не може да бъде попълнено. DN дефинира само възможностдвижението на енергия през определена разпределителна мрежа, а не самата енергия и нейното движение.

Диаграмата на излъчване е, както знаете, една от основните характеристики на антената. Формата на DN и "дължината" ( диапазон) на отделните му венчелистчета, преди всичко, определен, както е известно, конфигурацияи плътностработната повърхност на антената, както и нейната размерв дължини на вълните („специфична взаимодействаща повърхност“). Зависи и от пространствената ориентация на вълната (поляризация), от параметрите на околната среда, от вида на самата вълна и много други. Известни са безкраен брой форми на RP, съответстващи на определени антени, когато те работят на определени дължини на вълните. Много от тях могат да бъдат изчислени с голяма точност, но какво е невидимза нас RP, "напълнен" с енергия, включително RP на антени, предназначени да приемат и предават електромагнитни вълни, остава не съвсем ясен. Затова нека се опитаме да го разберем, като вземем предвид предположението, направено по-рано, че зарядите, които определят разпределението на енергията в пространството, са енергийни "издутини" и "вдлъбнатини".

Абсолютно "празно" пространство, както многократно беше отбелязано, не е намерено в природата. Всяко пространство, включително вакуум, с една или друга плътност е изпълнено както с относително стабилни („почиващи“), така и с нестабилни (действащи, движещи се, променящи се) частици-вълни, мнозинствоот които остава за нас невидим. Следователно всяка форма, въведена във всяко пространство, като всяко тяло, спуснато във вода, по напълно определен начин изкривява- преразпределя запълващите го частици и квазичастици. Като цяло преразпределя енергията. В резултат на това се образуват нови енергийни потоци и нови енергийни форми - "издутини" и "вдлъбнатини", които веднага се запълват с наличната в околен святдокато системата достигне състояние на статично или динамично равновесие. Ако в даден пространствено-времеви интервал няма вид енергия, способна да запълни тази енергийна мрежа, но тя се появява с течение на времето, тогава тази енергия се разпределя в съответствие с подходящите за нея „кухини“ и комуникиращи помежду си, способни да поглъщайки го, т.е. според определен модел на излъчване. И не зависи от коя страна "тече" тази енергия - отвътре или отвън. Същото важи и за антените. DN, "напълнен" с електромагнитни или други полеви частици-вълни, от своя страна също е вид енергийна форма - невидима антена. Той също така огъва пространството, преразпределя енергията си (частици-вълни) и създава нови енергийни "издутини" и "вдлъбнатини" - друга разпределителна мрежа, DN от следващ ред. и т.н.

Хипотеза 4.1 : Моделът на излъчване, като цяло, е определена енергийна форма, създадена от тялото чрез промяна на кривината на пространството, създаване на енергийни "издутини" и "вдлъбнатини" чрез преразпределяне на покой и (или) движещи се реални и полеви частици и квазичастици на различни форми, размери и конфигурация. Формата празномодели на излъчване, определени от местоположението предаване на пространствено-времева енергия"кухини" (запълнени - чрез подреждане на уплътнения), чийто размер е съизмерим с размера на определени частици-вълни или повече, и енергияпространствено-времевата плътност на повърхността (или обема), която ограничава тези кухини, не позволява на тези вълни от частици да преминават през нея напълно свободно.

Пример видиминас "вдлъбнатост", ограничена от повърхност, непрозрачна за определени частици-вълни, може да служи като "чиния" на антената NTV, както и най-обикновена чиния или гевгир. За да може една антена (и не само антена) с един или друг RP да се превърне от „мъртва“ в „жива“ (активна), е необходимо да й вдъхнете „душа“ - да я напълните с частици-вълни. И то не кои да е, а тези, с които тя умее да взаимодейства – да улавя и излъчва, и то по определен начин.

Изображението на диаграмата на излъчване може да бъде пространствено или плоско (в полярна или правоъгълна координатна система). При планарно изображение DN най-често се произвеждат в най-характерната равнина на сечение или в две основни взаимно перпендикулярни равнини. Пространственото изображение е много сложно и отнема много време, поради което по-често се използва планарно изображение.

На фиг. 4.2 показва пространствено и планарно (в полярни и декартови координати) изображение на модел на игла и ветрило (поз.1), както и няколко пространствени модела с различни форми (поз.2-4), които са подобни на много добре- известни реални форми, включително формата на някои антени.

На фиг. 4.3 показва схематично представяне и планарно DN на няколко вида антени -: вертикален четвърт вълнов вибратор, разположен над екрана (поз.1); тънък ъглов вибратор (половълна и вълна) с различен ъгъл между рамената (поз. 2); три цилиндрични спираловидни антени (поз.3) с различни размери по дължина на вълната; симетричен вибратор с различни размери по дължини на вълните и различни дебелини (поз. 4); биконична антена с различен размер по дължина на вълната (поз.5); дебел ъглов вибратор с различен размер на дължината на вълната (поз.6); диелектрична прътова антена (поз.7); телена ромбична антена (поз. 8); антена, състояща се от вертикален вибратор и три радиални проводника (поз. 9), антена от четири радиални вибратора, разположени на повърхността на цилиндъра (поз. 10); а също и (долни) RP на различни антени, чиято форма е най-типична. Съответните пространствени МД по правило са тялото на въртене на равнинна МД около оста на симетрия.

Насочените свойства на много антени са силно зависими от наличието или отсъствието на екран. Ако например хоризонтален или вертикален вибратор се постави на определено разстояние от проводящ екран, това е еквивалентно на появата на друг (виртуален) вибратор, който, като е само огледална картинапърво, засяга разпределението на полето по много реален начин. В резултат на това моделът се получава така, сякаш е система, състояща се от два истински вибратора. Отражателният екран, особено при дълги и средни дължини на вълните, често е земята, при къси и ултракъси дължини на вълните най-често се правят метални екрани, които могат да бъдат твърди или мрежести. Понякога са направени и лъчезарни. Най-често екраните се използват за създаване на еднопосочно излъчване. Свойствата на посоката също зависят силно от размера на екрана. Например, показаното на фиг. 4.3 (поз. 1) DN на четвърт вълнов вертикален вибратор при наличие на безкраен екран е непрекъснато тяло с форма на фуния (пунктирана линия). На последния екран това тяло се състои от няколко слоя (венчелистчета) и наподобява по форма чашата на цвете с много венчелистчета.

Ако мислено си представите пространствените форми на дадените равнинни RP, тогава много от тях ще се окажат подобни на определени видими обекти от света около нас, а многолистните RP най-често изглеждат като цветя. Разнообразието от форми на цветя е известно на всички, а разнообразието от DN форми обикновено е неизчислимо. Въпреки това, дори сред малък брой RP, показани на фиг. 4.2 и 4.3, могат да се намерят много DN близопо форма, въпреки че принадлежат конструктивно различниантени.

Основната разлика между антенитеот много други устройства, както вече беше споменато, е, че антените са устройства за вход-изход на енергия, т.е. вид прозорци. Следователно те, като правило, се намират на границата на среди ("светове") и са отворени за гледане. При това дори един външенВидът на антената опитен специалист често може да определи много от нейните параметри, включително основните - възможния работен обхват и насочените свойства.

Ако някое UNITY наистина е приемо-предавател за вълни от частици от различни типове и обхвати, то това е и антена, най-често безкраен набор от антени. Следователно именно антените ще ни помогнат най-бързо да определим основните параметри на всяко UNITY. Но за това, от безкрайното разнообразие от антени, е необходимо да се отделят тези, които ни интересуват във всеки конкретен случай, тъй като всяка антена, поне малко отворенсистема. Но тъй като абсолютнозатворените системи в реалния свят не са открити и не са създадени от човека, тогава всички антени СЪЩЕСТВУВАТ.

Различни видове антени

Модерен антенни устройстваразделени на следните основни типове: тел, шлицова, повърхностенвълни, акустичентип (рог), спирала, лог-периодичени оптичентип (огледало и леща). Освен това обикновено се разграничава отделна група елементаренрадиатори (диполи), които могат да бъдат и "елементарни" конструктивни елементи на по-сложни антени.

Елементарни излъчватели- това е елементарен електрически вибратор (малко право парче проводник), елементарен магнитен вибратор (рамка) и техните аналогове, както и излъчвател на Хюйгенс.

Елементарни телени и слотови (праволинейни и кръгли) излъчватели и DN, които за телените вибратори и съответните им слотови "братя" имат същата форма, са показани на фиг. 4.4 (съответно поз. 1 и 2). Там е показана и теоретичната RP на въображаемия елемент на Хюйгенс (поз.3), както и RP (поз.4, вляво) на неговия близък реален аналог - кардиоидна антена (поз.4, вдясно), състояща се от праволинеен елемент и кръгла рамка.

Елементарен вибратор- това е много къса в сравнение с дължината на вълнатапроводник, протичащ от променлив (осцилиращ) електрически ток, чиято амплитуда и фаза могат да се считат за еднакви по цялата му дължина. Такъв вибратор се нарича електрически, а практическият му модел е херцианският дипол.

елементарен кадър, което е еквивалент на магнитен вибратор, е намотка от тел от една или друга форма (обикновено кръгла или квадратна), през която протича променлив (осцилиращ) ток, и нейната дължина много по-малка от дължината на вълната.

Електрическите и магнитните вибратори са проводници, през които тече променлив ток. Техните диаграми на излъчване са еднакви по форма - това е тороид, но в първия случай оста на тороида съвпада с оста на електрическия вибратор, а във втория - с оста на рамката, перпендикулярна на неговата равнина.

Елементарна слот антена- антена, чиято работа е свързана с излъчване и приемане на електромагнитни вълни дупка, прорязани в безкраен екран или в стената на резонатора.

Принцип на дуалността, което е много добре демонстрирано от елементарни диполни и слот антени, изразява се в идентичността на диаграмата на антени с еднаква форма. Няма значение дали антената е проводящо "тяло" или "дупка" със същата форма, изрязана в безкрайна равнина, през която влизат частици-вълни. В първия случай частиците-вълни се отделят от електрическия поток, протичащ през проводника, а във втория случай те „пръскат“ през прорез от пространство, изпълнено с подобни потоци - резонатор. От значение е наличието на поток (ток), както и размерът и формата на повърхността, взаимодействаща с него, от която частиците-вълни могат да се „откъснат“ или през които частиците-вълни могат да „изстискат“.

Пролет Хюйгенс- това е въображаем първичен радиатор на рефлекторни антени, чийто реален аналог може да бъде комбинация от електрически и магнитен радиатор, „елементарно парче“ от повърхността, с определен брой от които при изчисляване на RP понякога заместват повърхността на рефлекторни антени. Източникът на Хюйгенс по своите насочени свойства е комбинация от свойствата на електрически и магнитни диполи. Неговият изчислен RP има формата на кардиоида на въртене (виж фиг. 4.4, поз. 3). Кардиоидната антена, състояща се от вибратор и рамка (вижте Фиг. 4.4, поз. 4, вдясно), има приблизително същата форма на DN (вижте Фиг. 4.4, поз. 4, вляво), както и виртуалният източник на Хюйгенс. И двете са във формата на сърце.

Жични и шлицови антени и техните антенни системи- това са същите жични вибратори и слотове, но по-големи (по дължини на вълните) от елементарните вибратори, а антенните системи са многоелементни структури с различни форми, съставени от "елементарни" (или по-сложни) еднакви радиатори. Антенните системи обикновено се формират от няколко (или много) диполни, слот или други антени, подредени по определен начин. Основната характеристика на всяка система е подредено (повтарящо се) планарно или пространствено разположение на хомогенни елементи или идентични комбинации от различни елементи (това е присъщо и на молекулата на ДНК), които заедно образуват една или друга форма. Антенни системи състоящи се от активенелементи (към всеки се подава енергия mu от тях) увеличават, като правило, усилването на антената в сравнение с един елемент с няколко пъти, съответстващи на техния брой.

Телни антенинай-често се изработват от проводници, тръби, ленти, чието напречно сечение може да бъде постоянно или променливо. В най-простия случай телена антена, подобно на елементарен електрически вибратор, е направена от прав проводник, към който е свързан захранващ проводник. Вибратор с едно "рамо" (енергийният водач е свързан към единия му край) се нарича асиметричен, а имащ две еднакви "рамена" (енергийният водач е свързан с центъра) - симетричен.

На фиг. 4.5 показано различни видове асиметриченвертикални вибратори.

На фиг. 4.6 - мачта и телени антени. Те се различават една от друга по работната дължина на вълната и абсолютенразмери, както и понякога различното изпълнение на дизайна, свързано с това.

На фиг. 4.7 показва някои (много от тях са създадени от човек) симетриченвибратори, включително огънатият, който може да се огъне от ъглов вибратор (показан с пунктирана линия).

На фиг. 4.8 показва плоски еднослойни и многослойни антенни системи,,, направени от телени вибратори (поз.1), пирамидална антена, изработена от проводници (поз.2), и антени, изработени от плочи (поз.3).

До плосък телени антенимного кръгови антени (активни и пасивни) също са включени. Някои от тях, , , са показани на фиг. 4.9.

Естествените и изкуствените аналози дори на изброените по-горе антени са толкова много, че всеки може самостоятелно да намери много подобни форми сред изкуствените и естествените обекти на света около нас, особено след като те са абсолютно точно структурно сходство, за да имат параметри, които приблизително съвпадат с параметрите на една или друга типична антена не се изискват.

слот антени- това са прорези с различни размери и конфигурации, изрязани в стената на резонатор с една или друга форма.

На фиг. 4.10 показва някои конфигурации на слотове, изрязани на правоъгълен и кръгъл вълновод (поз.1), резонаторни екрани (поз.2), както и слот антени, направени на базата на правоъгълен (поз.3) и кръгъл (поз.4) ) вълновод и възможните форми и разположение на процепите по стените на правоъгълен вълновод (поз.5). В центъра (поз. 6) е показан един от първите изкуствени спътници, оборудван с антени от различни видове, предимно нарязани, които наистина приличат на прозорци, отворени към друг свят, в този случай към открития космос.

Вибраторни и слот антенни системи, , са системи от няколко (или много) еднакви и подредени вибратори или прорези, които могат да бъдат поставени върху тела с много различни форми.

На фиг. 4.11 показва някои от най-често използваните диполни и слот антенни системи в самолетите. Сред тях има системи, които приличат на таралеж, кактус, прозорци на сгради и много други.

Аналози на жични и слот антени, както и много други, могат да служат всякакви нееднородности на съответната форма, образувани от интерфейса между две среди, чиито проводящи (предавателни) свойства за даден вид енергия се различават значително.

Това може да бъде язовир, ограничен от вода, по който могат да се движат автомобили, а водата е забранена зона за тях. Но ако язовирът се замени с канал, водата с твърда повърхност, а колите с гондоли, тогава всичко ще се промени. Водата ще "премине" гондолите, но твърдата повърхност не.

В общия случай аналози на определени специфични телени и шлицови "вибратори" са онези представители на неживата и живата природа, включително самия човек, чиито общи контури (или отделни техни части) са определени моментивреме, поне по слаб начиннапомнящи на горните (и не дадени тук) форми на вибратори и слотове. Малките детайли, чийто размер е много по-малък от работната дължина на вълната, не са от особено значение, а формата може да бъде много различна от дадените форми, без много да навреди на тяхната работа.

Аналози на асиметричен вертикалВибратори могат да бъдат дървета, животински рога, стъбла трева и много, много повече, включително различни дизайни, създадени от човека за напълно различни цели. Вертикални "вибратори" са например кули, църкви, високи сгради. Всички те, заедно с високите дървета, са способни да уловят мълния, чиято дължина на вълната, както знаете, е няколко десетки метра, т.е. съизмерима с техния размер.

Аналог на симетричните вибраториса листа (и игли), както и клонки на много растения, включително дървета, разположени симетрично. Известно е, че те могат да абсорбират и съхраняват енергия, както и да я обработват и излъчват под формата на друга енергия, например абсорбират въглероден диоксид и след като го преработят, отделят кислород.

Слот антена аналогможе да служи всяка канавка, коловоз или вдлъбнатина, която може да бъде запълнена с каквото и да е вещество, чийто размер на отделните частици е съизмерим с неговия размер или много по-малък. Те също така включват всички "пропуски" между естествени обекти и изкуствени структури, с подходящ размер и форма. Действащите "слот антени" на видимото за нас ниво са извори, гейзери, фонтани, пръскалки и др.

Аналози на "рамкови" излъчвателиса всякакви конструкции на съответната конфигурация. Контурните антени могат да бъдат бижута под формата на вериги, пръстени, гривни, обеци. Те включват модели и линии с подходяща конфигурация.

"Барисувани" антени(и не само антени) се използват широко, както знаете, в печатни схеми.

Изброените по-горе антени и от природата, и от човека могат да бъдат направени от най-много различни начини, например под формата на вдлъбнатини, начертани с молив (между другото, графитът провежда електричество) или образувани от метално покритие.

Човек(както и неговите отделни части и органи) е собственик на много антени. Човек, който стои на спокойствие, може да служи като аналог на вертикален вибратор, като разпери ръцете си настрани, той се превръща в симетричен хоризонтален „вибратор“ и чрез привеждане и разпръскване на ръцете и краката си променя (регулира) DN на неговите „ъглови вибраторни антени“, образуващи ръце и крака. Някои (от безбройните) "човешки" антени ще бъдат разгледани по-подробно във втората част.

Почти всички обекти и субекти на нашия свят могат да действат като единични вибратори и контурни антени и техните слотови "братя". Всички те са в състояние да концентрират около или в себе си определен тип поле (ако то има място) в съответствие със собствената си RP. И всичко, което попадне в зоната на действие на този РП, ще бъде в поле с повишена концентрация на този вид енергия. Ако плътността на вътрешната енергия на системата, свързана с антената, надвишава плътността на същата енергия в околното пространство, тогава тя ще започне да я излъчва с повишена концентрация в тези посоки, които съвпадат с "венчелистчетата" на нейната RP .

добър пример"Антените", работещи за предаване, могат да обслужват, както вече беше споменато, работещи напоителни инсталации. Някои от тях могат да пръскат вода в кръг, други в определен сектор, а трети са нещо като локатор, въртят се. Ако е необходимо, е възможно да се създаде в определена посока силно насочен DN - "лъч", като се насочи тънка, но мощна струя вода там.

Аналози антенни системи - това са кристали, снежинки, многоатомни молекули, многомолекулни съединения на органични вещества и др. Те също включват много от това, което е създадено от човешки ръце, но не се счита от него за антенни системи. Това са ветрозащитни прегради и прозорци на сгради, ако са подредени по правилен начин, и улици, които имат еднакви и правилно разположени къщи. По някои от тези улици, както знаете, вятърът може постоянно да „ходи“, за което те са енергийни проводници. Клоните на дърветата, особено иглолистните, могат да служат като естествени аналози на многоелементни системи; техните игли, както вече беше споменато, са типични "телови" вибратори. Но по-късно ще има по-подробна дискусия за дърветата.

Антени за повърхностни вълни- това са направляващи системи (фиг. 4.12), по които се разпространяват повърхностни електромагнитни вълни. Водачите (поз. 1-7) могат да бъдат метални повърхности, покрити с диелектричен слой, оребрени метални конструкции, повърхности, състоящи се от слоеве с различни електрически свойства, диелектрични и метални пръти и много други. Излъчването на плоските антени на повърхностните вълни (поз. 1 и 2, отдясно) е насочено приблизително успоредно на повърхността, а пръчковидни антени (поз. 2, отляво и поз. 6) - главно по тяхната ос. Следователно те се наричат ​​съответно антени за повърхностни вълни и антени за аксиално излъчване.

В общия случай повърхностните вълнови антени са повърхност от хомогенни (еднакви) нееднородности, заеднокоито електромагнитният вятър "духа". Антените за повърхностни вълни могат да бъдат сравнени с път, покрит с "вискозен" горен слой. Вълните от частици в този "вискозен" слой като че ли се "заплитат" и не могат да "отлетят" нагоре, но могат да се движат по него.

На фиг. 4.12 (поз.1, 2, 5) показва методите за възбуждане на електромагнитния "вятър" в някои видове повърхностни антени, използвайки първичен радиатор от един или друг вид. Многоелементна решетка може да бъде направена от диелектрични щифтове с кръгъл, квадратен или правоъгълен екран (поз. 6, долу, вдясно).

Аналози на повърхностни антенивълни (равнинни) са мозъчната кора, пясъчни дюни в пустини, слоеве от земната кора с различни параметри, гори, слоести облации още много. Прът - всъщност всичко, което има подобна конфигурация, включително леко разтворени четири пръста на дланта (четворните диелектрични щифтове са много подобни на тях, вижте фиг. 4.12, поз. 6), както и гръбначния стълб на хора и животни ( той е подобен на прът, направен от отделни шайби). Но относно "човешките" антени, по-подробна дискусия ще бъде във втората част.

Антени акустичен тип- клаксон, , , , , , , - са показани на фиг. 4.13.

Насочени свойства на рупорните антениопределя се главно от размера отваряне- ширината на "прозореца" и ъгъла решениемундщук.

Ъгъл на отварянее ъгълът, образуван от противоположните му стени или образуващи, и отваряне- равнина, перпендикулярна на оста на клаксона и минаваща през нейните краища.

При малки ъгли на отваряне на клаксона ширината на RP се определя главно от неговия размер на отваряне в дължини на вълните, а при големи ъгли - от ъгъла на отваряне. Ъгълът на отваряне не е свързан с дължината на вълната и следователно насочените свойства на такъв рупор остават практически непроменени в много широк диапазон на дължина на вълната. Всички широкоъгълни антени по правило също са широкообхватни, тъй като техните фазов център(фокус) при различни дължини на вълната се намира приблизително на едно и също място.

Основните видове антени.

Естествено, първо разделете антените на предавателни и приемащи - основните електрически характеристики на всяка антена в режимите на работа за приемане и предаване са еднакви.

Всички антени могат удобно да бъдат разделени на две големи групи:

Линейни антени;

апертурни антени.

Освен това широко се използват по-сложни антенни системи - антенни решетки, чиито елементи са или линейни, или апертурни радиатори.

Линейната антена е тънък метален проводник, в който се възбужда променлив електрически ток, както и тесен процеп в метален екран, между краищата на който се прилага променливо електрическо напрежение. Съгласно теоремата за еквивалентност електрическото поле в пролуката по отношение на въздействието си върху космическото пространство е еквивалентно на някои променливи магнитни токове, протичащи по протежение на пролуката. По този начин линейните антени са всякакви излъчващи системи с малък (в сравнение с дължината) напречен размер и с променливи токове, протичащи по оста на системата. За линейните антени размерът на напречното сечение е много по-малък от дължината на вълната.

Характеристика на линейните антени е, че разпределението на тока по тяхната ос зависи малко от конфигурацията на проводника. Следователно линейните антени включват не само прави антени, но и извити, огънати и навити жици и прорези, ако техните напречни размери са много по-малки от надлъжните и по-малки от дължината на вълната: симетрични и асиметрични вибратори и антени, рамкови антени, телени антени. пътуваща вълна (включително спирала), тънка прорезна мравка. стоящи и пътуващи вълни.

Апертурни антени - те могат да определят някаква ограничена въображаема повърхност, през която преминава целият поток от излъчена (приета) електромагнитна енергия - апертура или апертура, често представяна като равнина. Размерите на отвора обикновено са много по-големи от дължината на вълната. Примери: пирамидална рупорна антена, отразяваща параболична антена, лещовидни антени, отворени излъчващи краища на вълноводи.

Антенна решетка - антена, състояща се от няколко радиатора от един и същи тип, разположени в пространството по определен начин и възбудени от един генератор или няколко кохерентни генератора. Тук е възможно да се получи както необходимото пространствено разпределение на излъчената енергия, така и необходимия контрол върху това разпределение. Типична антенна решетка е VHF насочваща антена - линейна решетка от полувълнови симетрични вибратори.

1. АнтениВийск радиостанции

   Урок >> Комуникации и комуникации

   ... илив ясно познаване на властите антении творческа победа на техните възможности. Основен i характеристики антени 1. Напрежение в бранша... коефициенти на якост антенитип честота. Основензона на задръстване антенидадено Тип- роботът е земна похвала ...

2. Антенаустройства и среда за разпространение

   Лекция >> Комуникации и комуникации

   И G(f0) е максималният CA антенипри смущаващи честоти и основенчестота. F е стойността на нормализирана ... повече от едно Типвълни. Те са различни от вълните основен Типструктура... сумата от всички изброени полета. Тип антени KU, dB Честота Поляризация Kav...

3. Основен антени

   Резюме >> Комуникации и комуникации

   Развитие на теорията и технологиите антени. Основенобласти на използване на радиоелектрониката - комуникации ... не за всеки видове антении изчисленията са извършени с големи ... дадени в разработката антенапост основенвнимание. AT антенатехника извън принципа...