Antena telewizyjna to urządzenie poprawiające jakość odbioru fal. kanały telewizyjne. Odebrany za jego pomocą sygnał jest przesyłany do telewizora, co zapewnia minimalne zniekształcenia. Anteny mogą być używane do odbioru sygnału analogowego, cyfrowego lub satelitarnego, w zależności od ich cechy konstrukcyjne. W tej chwili w Rosji najpopularniejsze są anteny telewizja analogowa. Jest nadawany przez wieżę Ostankino, wykorzystując fale metrowe i decymetrowe.
Rodzaje anten telewizyjnych
Urządzenie jest bardzo powszechne, ponieważ prawie żaden telewizor nie będzie w stanie pracować bez anteny, z wyjątkiem tych, które są podłączone telewizja kablowa. Różne osiedla mają różne oddalenie od przemiennika. Niektóre domy mogą znajdować się w odległości setek kilometrów, a inne zaledwie kilka kroków. Czynnik ten bezpośrednio wpływa na moc anteny, co pozwoli na odbiór sygnału o akceptowalnej jakości, kompensując odległość. Wszystkie anteny telewizyjne można podzielić na 3 kategorie:
- Pomieszczenie.
- Ulica.
- Satelita.
Wewnętrzna antena telewizyjna
Urządzenia te są instalowane w pomieszczeniach. Są najtańsze, a poza tym nie wymagają skomplikowanej instalacji. Wybierając na ich korzyść, nie trzeba układać kabla koncentrycznego na zewnątrz, robiąc otwór przelotowy w ścianie elewacyjnej lub ramie okiennej. Główną wadą tego projektu jest słaby sygnał. W związku z tym są instalowane tylko w obszarach oddalonych do 30 km od centrum telewizyjnego lub przemiennika. Na większej odległości odbierany sygnał będzie miał silne zniekształcenia, które nie pozwolą na oglądanie wysokiej jakości obrazu telewizyjnego.
Anteny wewnętrzne mogą być również wyposażone we wzmacniacz sygnału. Im dalej od przemiennika, tym mocniejszy wzmacniacz będzie wymagany. Urządzenia te są podzielone na dwa typy według projektu:
- Pręt.
- Struktura.
Pręt
To najsłabsze urządzenia pokojowe. Mają 2 lub 4 teleskopowe wibratory do wąsów, które odbierają sygnały. Ich długość zwykle nie przekracza 1 m. Podłączone są do specjalnego stojaka, w którym znajduje się transformator dopasowujący, który przesyła sygnał do kabla koncentrycznego i dalej do telewizora. Korzystanie z tego projektu ma swoje zalety. Jest lekki, a dzięki teleskopowym wąsom można go kompaktowo złożyć do transportu.
Jeśli wzmacniacz sygnału jest blisko, wąsy można skrócić, aby nie zajmowały użytecznej przestrzeni. Gdy wieża telewizyjna jest daleko, ich wysokość jest ustawiona na maksimum, co pozwala zrekompensować odległość. Często antena telewizyjna prętowa jest dostarczana z telewizorem. Dla większości znany jest pod popularną nazwą „rogi”. Takie anteny dobrze odbierają fale w zakresie metrowym. Aby przeprowadzić ich regulację, konieczna jest zmiana nie tylko wysokości, ale także odległości między wąsami, dla których przewidziano ich mocowanie za pomocą zawiasów. Dużą wadą anteny prętowej jest brak ustawienie uniwersalne. Po ustawieniu pozycji wąsów dla dobrego odbioru jednego kanału, drugi zacznie być emitowany na ekranie z zakłóceniami.
Struktura
Mniej lub bardziej doskonałe są urządzenia typu ramowego. Odbierają sygnały w zakresie decymetrów. Urządzenia te mają metalowy kontur, wykonany w formie ramy, która jest zamocowana na stojaku. Taki sprzęt wciąż jest lepszy niż sprzęt wędkarski, ale wciąż daleki od ideału. Nie można go używać w znacznej odległości od wzmacniacza lub wieży telewizyjnej.
zewnętrzna antena telewizyjna
Mocniejsze są anteny zewnętrzne do odbioru sygnału telewizyjnego. Są instalowane na wzgórzu w miejscach o otwartej widoczności. Często takie anteny można zobaczyć na dachach budynków wielopiętrowych. Mieszkańcy sektora prywatnego instalują je na wysokiej metalowej rurze przymocowanej pionowo. W tym przypadku zapewniona jest wysokość 10-15 m, co umożliwia skompensowanie zniekształceń fal przez ściany domów i gałęzie drzew. W rzeczywistości, im więcej przeszkód w sygnale, tym większa odległość wymagana do podniesienia anteny.
Urządzenia te występują w różnych konstrukcjach zewnętrznych, ale wszystkie są podzielone na 2 typy zgodnie z zasadą działania:
- Aktywny.
- Bierny.
aktywny projekt
Taka antena telewizyjna ma, co pozwala znacznie lepiej odbierać sygnały i kompensować zakłócenia. Takie urządzenia są wybierane, jeśli przemiennik jest daleko, a przed anteną znajdują się poważne przeszkody rozpraszające sygnał, takie jak domy, obszary leśne i linie energetyczne. Ponadto urządzenie aktywne będzie wymagane, jeśli instalacja będzie prowadzona na nizinie, gdy nie ma bezpośredniej linii wzroku między źródłem nadawania a punktem odbioru.
Aktywne anteny mogą przesyłać sygnał do kilku telewizorów. Aby to zrobić, wystarczy użyć specjalnej trójnika na kabel koncentryczny. Wzmacniacz, z którego korzystają, wymaga osobnego zasilacza. W tym celu zapewniony jest blok obniżający napięcie 12 woltów. Łączy się z kablem koncentrycznym w telewizorze i dostarcza napięcie do punktu odbiorczego do wibrujących anten, w pobliżu których znajduje się płytka wzmacniacza ukryta w szczelnej obudowie.
Urządzenia pasywne
Takie anteny są tańsze, ale można je wybrać tylko wtedy, gdy istnieje bezpośrednia linia widzenia bez przeszkód między punktem odbiorczym a sprzętem nadawczym. W takich warunkach użycie wzmacniacza nie jest konieczne. Mieszkańcy poszczególnych domów mogą mieszkać zbyt blisko wieży nadawczej, więc potrzebują właśnie takiej anteny. Ale nawet ona może odbierać sygnał ze zniekształceniami, ponieważ jest za mocny. W takim przypadku będziesz musiał zainstalować specjalny sprzęt - tłumik. Pozwala zrekompensować to niedociągnięcie poprzez zmniejszenie siły sygnału do akceptowalnego dla telewizora poziomu.
Antena satelitarna
Oczywiście najlepszym sprzętem do odbioru sygnału telewizyjnego jest antena satelitarna telewizji. Odbiera transmisję nie z wieży telewizyjnej znajdującej się na ziemi, ale z satelity. To masywna konstrukcja, która jest wielokrotnie droższa od urządzeń zewnętrznych, a jeszcze bardziej wewnętrznych. Antena składa się z dużej metalowej czaszy pomalowanej na biało, która działa jak ekran skupiający przekaz satelitarny. Fale, które w nią uderzają, są wychwytywane przez konwerter, który ma postać małej głowy, nieco mniejszej niż pięść. Dostraja się do określonego satelity i odbiera wszystkie nadawane przez siebie kanały telewizyjne. Liczba konwerterów na antenie różni się w zależności od regionu, ale rzadko przekracza 3 sztuki.
Sygnały konwencjonalnych nadawców naziemnych i satelitarnych są różne, więc telewizor ich nie odbiera. W związku z tym odbiornik jest instalowany między falownikiem a ekranem telewizora. On jest małe urządzenie, których wymiary są nieco mniejsze niż dekoderów DVD. Jego zadaniem jest przekształcenie sygnału satelitarnego na standardowy sygnał telewizyjny.
Zwykle, jeśli w domu są dwa telewizory, każdy z nich będzie wymagał osobnej anteny telewizyjnej, co wynika ze specyfiki konwertera. Odbierając jeden kanał z satelity, nie może jednocześnie przetwarzać innego kanału. Innymi słowy, jeśli wykonasz takie połączenie, wszystkie telewizory będą wyświetlać jeden kanał telewizyjny.
Stosunkowo niedawno ten problem zostało rozwiązane. Pojawiły się uniwersalne konwertery, które umożliwiają podłączenie do dwóch telewizorów przy zachowaniu możliwości oglądania różne kanały. Ich konstrukcja zapewnia dwa wejścia do podłączenia kabla koncentrycznego. Niestety projekt nie jest doskonały. Przy wyborze takiego konwertera zostanie użyta jedna antena telewizyjna, ale nadal trzeba podłączyć odbiornik do każdego telewizora.
Urządzenia satelitarne transmitują znacznie lepszy sygnał do telewizora niż stacje naziemne, dlatego cieszą się dużą popularnością, szczególnie w regionach, gdzie nadawcy są bardzo daleko. Nawet w bardzo trudnym terenie będziesz mógł oglądać programy telewizyjne z doskonałym obrazem, co byłoby niemożliwe z anteną zewnętrzną. Zakłócenia transmisji satelitarnej mogą wystąpić tylko w przypadku silnej burzy lub obfitych opadów śniegu.
Anteny satelitarne mają wiele zalet. Z pewnością są lepsze od innych typów, ale mają też wadę. Oprócz tego, że są droższe, wymagają wykwalifikowanej konserwacji. Jest mało prawdopodobne, że będziesz w stanie samodzielnie je zainstalować, ponieważ najpierw musisz sprawdzić jakość sygnału i ustawić antenę we właściwym kierunku pod odpowiednim kątem. Ponadto, aby odbiornik działał poprawnie, konieczne jest rejestrowanie częstotliwości kanałów nadawczych, które okresowo się zmieniają. Po oprogramowaniu będzie możliwe przeglądanie wszystkich kanałów przez kilka miesięcy, po czym niektóre z nich zaczną znikać, aż pozostanie tylko kilka z setek. Będziesz musiał ponownie flashować. Zrobienie tego samemu jest trudne, ponieważ potrzebny jest specjalny kabel i oprogramowanie z kodami kanałów. Będziesz musiał okresowo kontaktować się ze specjalistami centra serwisowe których usługi nie są bezpłatne.
Jeśli w normalnych warunkach pogodowych antena satelitarna zaczyna nadawać sygnał z zakłóceniami, najprawdopodobniej jest to spowodowane brakiem bezpośredniej linii widzenia między anteną a satelitą. Zwykle jest to spowodowane wzrostem drzew. Wystarczy przeciąć gałęzie i przywrócić jakość sygnału. Dodatkowo problem może leżeć w zmianie położenia konwertera. Podczas montażu anteny jest ona ustawiona pod odpowiednim kątem w stosunku do położenia satelity. Jeśli kąt nieznacznie się zmieni, jakość odbioru jest zniekształcona. Zwykle, podczas silnych wiatrów, źle zamocowana czasza może się nieco obrócić, dosłownie o kilka centymetrów. W takim przypadku należy go ponownie skonfigurować. Jest to dość trudne bez specjalnego sprzętu diagnostycznego.
Anteny(od łacińskiego słowa antena - maszt, ramię) in nadajniki służą do zamiany oscylacji elektrycznych o częstotliwości radiowej na energię pola elektromagnetycznego (fale radiowe), in odbiorniki- zamiana energii fal radiowych na prądy o częstotliwości radiowej.
Każda antena może być używana zarówno do nadawania, jak i odbioru, a jej charakterystyka (zakres częstotliwości, właściwości kierunkowe itp.) zostaje zachowana.
To w dużej mierze wyjaśnia fakt, że przeznaczenie anteny (odbieranie lub nadawanie) zwykle nie odzwierciedla jej symbolu. Samo położenie symbolu anteny na schemacie jednoznacznie określa jego funkcję (przypomnijmy, że rozwój schematu z reguły odbywa się od lewej do prawej).
Ryż. 1. Wyznaczanie anten symetrycznych na schematach.
Ogólne oznaczenie anteny stosuje się w przypadkach, gdy konieczne jest pokazanie anteny asymetrycznej, czyli anteny podłączonej do nadajnika lub odbiornika jednym przewodem (drugim przewodem jest uziemienie). Takie anteny są używane w zakresach fal długich, średnich i krótkich. W zakresie ultrakrótkofalowym, a także w zakresie krótkofalowym stosuje się anteny symetryczne, czyli anteny z dwuprzewodowym wyjściem (lub wejściem). Ogólne oznaczenie anteny symetrycznej różni się od tych wskazanych obecnością dwóch przewodów (ryc. 1, a).
Cel i cechy anteny w najogólniejszej postaci pokazują kierunek propagacji przepływu znakami energia elektromagnetyczna. Symbole anteny odbiorczej, nadawczej i odbiorczo-nadawczej, zbudowane przy użyciu tych znaków, są używane w wielu schematach.
Norma ESKD przewiduje specjalne znaki wskazujące takie cechy anten jak szerokość i charakter ruchu (obrót, kołysanie) głównego płata charakterystyki promieniowania, rodzaj polaryzacji, kierunkowość w azymucie i wysokości itp. Jako przykłady użycie takich znaków na ryc. 1 przedstawia symbole anteny obrotowej (b) oraz anten o polaryzacji poziomej (c) i pionowej (d).
Aby poprawić skuteczność asymetrycznych anten nadawczych i odbiorczych, stosuje się uziemienie (w najprostszym przypadku jest to blacha lub rura zakopana do głębokości wód gruntowych). Na schematach uziemienie przedstawiono za pomocą trzech krótkich pociągnięć wpisanych pod kątem prostym (ryc. 2, a). Czasami zamiast uziemienia stosuje się przeciwwagę - duża liczba druty rozciągnięte nad ziemią na niewielkiej wysokości. Na takie urządzenie wskazują dwie równoległe linie o różnej długości, z których większa symbolizuje ziemię (ryc. 2, 6).
Ryż. 2. Oznaczenie na schematach uziemienia.
Rozważane symbole są konstruowane metodą funkcjonalną. Innymi słowy, opierają się na ogólnym symbolu anteny, a cechy wyrażają znaki pomocnicze. W radiotechnice takie oznaczenia stosuje się głównie na schematach konstrukcyjnych i funkcjonalnych, tj. na pierwszych etapach rozwoju urządzenia, kiedy określa się charakterystykę anteny, a jej konkretny typ nie został jeszcze wybrany.
W schematy obwodów częściej używają konwencjonalnych symboli graficznych, przypominających niezwykle uproszczone rysunki poszczególnych typów anten. Tak więc najprostsza antena - asymetryczny wibrator (pionowy drut, szpilka) jest przedstawiony jako odcinek pionowej pogrubionej linii (ryc. 3). Takie anteny są stosowane w zakresach fal długich, średnich, krótkich i ultrakrótkich.
Ryż. 3. Antena - wibrator asymetryczny w odbiorniku.
Jednak, aby taka antena działała dobrze, jej długość powinna wynosić około jednej czwartej długości fali roboczej. W zakresach fal krótkich i ultrakrótkich, których długość nie przekracza kilkudziesięciu metrów, wymaganie to jest łatwe do spełnienia, ale przy falach średnich, a tym bardziej przy falach długich jest znacznie trudniejsze, gdyż jedna czwarta długość fali w tych zakresach sięga setek metrów.
Aby nie budować drogich konstrukcji wysokościowych, do górnego końca pionowego drutu (wibratora) przymocowany jest jeden lub więcej poziomych drutów, których efektem jest pozorne wydłużenie wibratora. Na diagramach anteny w kształcie litery L i T są oznaczone symbolami, które wyraźnie je przekazują cechy charakterystyczne(ryc. 4, a, b).
Ryż. 4. Oznaczenie na schematach anten w kształcie litery L i T.
W przypadku rozważanych wibratorów asymetrycznych część pionowa służy jako emiter (odbiornik) fal radiowych. W zakresach fal krótkich i ultrakrótkich, ze względu na specyfikę ich propagacji, zwykle stosuje się anteny, w których pracują części poziome.
Najprostszą anteną w pasmach ed jest wibrator symetryczny, czyli dwa izolowane przewody poziome o tej samej długości, pomiędzy którymi podłączona jest linia dwuprzewodowa łącząca antenę z odbiornikiem lub nadajnikiem. Ta linia komunikacyjna nazywa się podajnikiem (od angielskiego podajnika - podajnika). Całkowita długość wibratora jest zwykle równa około połowie długości fali roboczej. "
Wibrator symetryczny(jego konwencjonalne oznaczenie graficzne pokazano na rys. 5) ma wyraźnie wyrażone właściwości kierunkowe. Co najlepsze, odbiera lub promieniuje w płaszczyźnie prostopadłej do swojej osi, a najgorsze - w płaszczyznach przez nią przechodzących. Dlatego takie. antena (na przykład do odbioru telewizji) jest ustawiona tak, aby jej poziome części (ramiona) były prostopadłe do kierunku centrum telewizyjnego.
Ryż. 5. Oznaczenie anteny „Wibrator symetryczny”.
W praktyce często wymagane jest, aby antena mogła emitować lub odbierać fale radiowe w wystarczająco szerokim paśmie częstotliwości. Osiągnij to; za pomocą kilku równoległych drutów jako ramion wibratora, połączonych końcami.
Anteny tej konstrukcji, znane jako dipol Nadenenko, znalazły szerokie zastosowanie w komunikacji krótkofalowej. W tym samym celu (poszerzenie zakresu częstotliwości) anteny telewizyjne często wykonane są z kawałków grubych rur lub złożonych wibratorów, takich jak wibratory pętlowe.
Wibrator pętli składa się z dwóch wibratorów półfalowych połączonych końcami. Ta cecha konstrukcyjna wibratora pętli znajduje odzwierciedlenie również w jego symbolu (ryc. 6).
Ryż. 6. Antena - wibrator pętli.
Ważnym warunkiem dobrej wydajności anteny jest: dopasowanie jego impedancji wejściowej do impedancji falowej podajnika, ponieważ tylko w tym przypadku może promieniować lub otrzymywać największą moc. Aby dopasować anteny do podajnika, użyj urządzenia specjalne w postaci odcinków linii dwuprzewodowych lub zastosować tzw. bocznikowe zasilanie wibratorów.
Wibrator symetryczny zasilany bocznikiem jest ciągłym przewodnikiem o długości równej połowie długości testamentu. Podajnik połączony jest z nim w dwóch punktach usytuowanych symetrycznie względem jego środka. Zmieniając miejsca podłączenia podajnika do wibratora można uzyskać zrównanie impedancji wejściowej anteny z impedancją falową podajnika, czyli dopasowanie. W ten sam sposób wibratory pętlowe o mocy bocznikowej są skoordynowane z podajnikiem. Symbol wibratora półfalowego z mocą bocznikową pokazano na ryc. 7.
Ryż. 7. Symbol wibratora półfalowego z mocą bocznikową.
Przy zastosowaniu kabla koncentrycznego jako podajnika zachodzi potrzeba zrównoważenia, czyli stworzenia warunków, w których prądy w punktach przyłączenia do wibratora mają przeciwne fazy. W praktyce wyważarka wykonana jest w postaci kawałka kabla o połowie długości fali, wygiętego w kształt litery U.
Zasilanie przewodem koncentrycznym z wyważeniem tego rodzaju ilustruje symbol wibratora pętlowego pokazany na ryc. 8 (kabel tutaj jest oznaczony okręgiem z odcinkiem stycznej równoległej do linii komunikacji elektrycznej, a urządzenie dopasowujące jest oznaczone łukiem łączącym przewody wibratora).
Ryż. 8. Zasilanie przez kabel koncentryczny z balunem.
Aby komunikować się na falach krótkich, anteny muszą być jednokierunkowe, to znaczy muszą emitować i odbierać fale radiowe tylko z jednego kierunku. Typowym przedstawicielem takich anten jest antena rombowa, która jest rombem wykonanym z drutu, którego boki są około czterokrotnie dłuższe od długości fali. Podajnik dwuprzewodowy jest podłączony do jednego z ostrych rogów anteny, a obciążenie pochłaniające jest połączone z drugim, którego rezystancja jest równa impedancji falowej anteny i podajnika. W symbolu anteny rombowej symbol rezystora (obciążenie pochłaniające) jest zmniejszony o około połowę w porównaniu ze zwykłym. Dzięki temu oznaczenie anteny jest bardziej zwarte (rys. 9).
Ryż. 9. Bardziej zwarte oznaczenie anteny.
W długościach fal metrowych i decymetrowych często stosuje się anteny” kanał falowy”, które mają znacznie większy, w porównaniu z pojedynczym wibratorem, współczynnik kierunkowego działania. Taka antena, oprócz głównego - aktywnego - wibratora, zawiera kilka pasywnych. Jeden z nich, znajdujący się za aktywnym, nazywany jest reflektorem (z łac. reflectere - odbijać), pozostałe (znajdujące się przed aktywnym) nazywane są reżyserami (directio - kierować). Długość odbłyśnika jest nieco dłuższa, a dyrektorzy są nieco krótsze niż długość aktywnego wibratora. Na schematach pokazują to różne długości odpowiednich symboli w symbolu anteny „kanał falowy” (ryc. 10).
Ryż. 10. Symbol anteny „kanał falowy”.
W celu poprawy właściwości kierunkowych anten stosuje się je również metalowe reflektory w postaci narożników wygiętych z blachy, paraboloidów itp. Symbol takiego reflektora odwzorowuje (oczywiście uproszczony) jego profil w przekroju. Jako przykład na ryc. 11, udowodniono symbole graficzne anteny z promiennikiem (odbiornikiem) w postaci symetrycznego wibratora i reflektora narożnego (a) oraz anteny z reflektorem krzywoliniowym (b), którego wibrator jest podawany przez koncentryczny kabel (urządzenie równoważące nie jest pokazane dla uproszczenia).
Ryż. 11. Oznaczenia anten z promiennikiem (odbiornikiem) w postaci symetrycznego wibratora i reflektora narożnego (a) oraz anteny z reflektorem krzywoliniowym (b).
Do przesyłania energii elektromagnetycznej w zakresach fal centymetrowych i milimetrowych, falowody- rury metalowe, zwykle prostokątne. Otwarty koniec falowodu promieniuje falami elektromagnetycznymi. Aby poprawić promieniowanie, przymocowany jest do niego lejek piramidalny, zwany anteną tubową. Symbol tego ostatniego pokazano na ryc. 12. Tutaj narożnik przypominający gniazdo rozłączalnego połączenia symbolizuje tubę antenową, dołączony do niego prostokąt na elektrycznej linii komunikacyjnej - prostokątny falowód.
Ryż. 12. Antena - lejek piramidalny.
Poprawę właściwości kierunkowych w tych zakresach fal można również uzyskać stosując metalowy odbłyśnik umieszczając w jego otworze emiter tubowy (rys. 13). Tak zwany antena dielektryczna. Jest to pręt pełny lub wydrążony wykonany z wysokiej jakości dielektryka (polistyren, polietylen), na podstawie którego nałożony jest metalowy kielich pełniący funkcję odbłyśnika. W odległości ćwierć długości fali od dna szkła w korpusie anteny zamocowany jest bolec wzbudzający.
Ryż. 13. Emiter klaksonu.
Ze względu na specjalny kształt tworzącej pręta, fale elektromagnetyczne wychodzą z niej pod tymi samymi kątami do osi, w wyniku czego powstaje ukierunkowane promieniowanie. Konwencjonalne oznaczenie graficzne anteny dielektrycznej to wąski trójkąt zacieniony ukośnymi liniami z linią prowadzącą od mniejszej podstawy (ryc. 14).
Ryż. 14. Warunkowe oznaczenie graficzne anteny dielektrycznej.
Tak zwany anteny magnetyczne(nie reagują na elektryczną składową fal elektromagnetycznych, jak wszystkie poprzednio rozważane anteny, ale na magnetyczną). Najprostszą anteną tego typu jest rama składająca się z jednego lub więcej zwojów drutu. Niezależnie od kształtu zwojów antena pętlowa jest przedstawiona jako otwarty kwadrat z liniami prowadzącymi z sąsiednich boków (ryc. 15).
Ryż. 15. Obraz anteny pętlowej.
Znacznie częściej stosuje się anteny magnetyczne z ferrytowym obwodem magnetycznym. Na schematach są one oznaczone jako jedna lub więcej (w zależności od liczby uzwojeń) cewek indukcyjnych ze wspólnym obwodem magnetycznym, ale w przeciwieństwie do tych ostatnich są zawsze umieszczone poziomo (ryc. 16, a).
Ryż. 16. Antena magnetyczna.
Przynależność do urządzeń antenowych oznaczona jest wspólnym symbolem, umieszczonym powyżej środka symbol obwód magnetyczny. Uzwojenia anteny magnetycznej są zwykle używane jako cewki wejściowych obwodów oscylacyjnych, dlatego są oznaczone kodem cewek - łacińską literą L, a możliwość regulacji ich indukcyjności (przesuwając się wzdłuż obwodu magnetycznego) pokazano za pomocą znany już znak regulacji strojenia (ryc. 16.6).
Literatura: V.V. Frołow, Język obwodów radiowych, Moskwa, 1998.
Każda antena jako pasywne urządzenie liniowe może pracować:
W trybie transmisji;
w trybie odbioru.
W obu trybach antena charakteryzuje się właściwościami kierunkowymi, polaryzacyjnymi oraz impedancją wejściową.
Główne cechy i parametry opisujące te właściwości to:
Pasmo;
impedancja wejściowa;
Wzór promieniowania (DN);
Współczynnik działania ukierunkowanego (KND);
Wzmocnienie anteny (KU);
Sprawność anteny (sprawność);
Pasmo
Zakres częstotliwości, w którym odpowiedź amplitudowo-częstotliwościowa (AFC) anteny jest wystarczająco jednorodna, aby zapewnić transmisję sygnału bez znaczących zniekształceń jego kształtu.
Jest to zakres częstotliwości, w których antena działa efektywnie, zwykle w środkowej (rezonansowej) częstotliwości. Zależy od rodzaju anteny, jej geometrii.
Głównymi parametrami charakteryzującymi pasmo częstotliwości są pasmo i nierównomierność pasma przenoszenia w obrębie pasma.
Rys.5
Szerokość pasma (rys. 5.) jest zwykle definiowana jako różnica między górną i dolną częstotliwością graniczną sekcji odpowiedzi częstotliwościowej, w której amplituda oscylacji od maksimum zmniejsza się do pierwiastka dwukrotnie lub moc zmniejsza się 2 razy. Ten poziom odpowiada w przybliżeniu -3 dB. Szerokość pasma jest wyrażona w jednostkach częstotliwości (np. hercach).
Nierównomierna odpowiedź częstotliwościowa charakteryzuje stopień jej odchylenia od linii prostej równoległej do osi częstotliwości, wyrażony w decybelach.
Impedancja wejściowa anteny.
Antena jest źródłem sygnału, który charakteryzuje się siłą elektromotoryczną (EMF) i rezystancją wewnętrzną, zwaną impedancją wejściową anteny.
Wartość impedancji wejściowej anteny musi być znana, aby prawidłowo dopasować antenę do zasilacza i odbiornika (nadajnika): tylko w tym warunku na wejście wchodzi największa moc. Przy odpowiednim dopasowaniu impedancja wejściowa anteny powinna być równa impedancji wejściowej zasilacza, która z kolei musi być równa impedancji wejściowej odbiornika (nadajnika). Impedancja wejściowa (impedancja) anteny rzadko jest równa impedancji linii zasilającej. Urządzenia dopasowujące służą do dopasowywania.
Impedancja wejściowa anteny zależy również od obiektów znajdujących się w pobliżu anteny i wpływających na rozkład pola w przestrzeni, co należy wziąć pod uwagę przy instalacji anteny.
Nazywa się zależność impedancji wejściowej anteny od częstotliwości Pasmo przenoszenia: im mniej impedancja wejściowa anteny zmienia się wraz ze zmianą częstotliwości, tym szersze jej pasmo.
Charakterystyka promieniowania anteny odbiorczej.
Jest to wykres, który charakteryzuje zależność pola elektromagnetycznego indukowanego w antenie przez pole elektromagnetyczne od jego orientacji w przestrzeni.
Wzór anteny daje reprezentacja graficzna zależność zysku anteny lub kierunkowości anteny od kierunku anteny w danej płaszczyźnie. Wzór promieniowania budowany jest w układzie współrzędnych biegunowym, sferycznym (rys. 4) lub prostokątnym w dwóch charakterystycznych płaszczyznach (poziomej i pionowej).
Gdy antena jest obracana w jednym lub drugim kierunku od kierunku zerowego, na wykresie wykreślane są wartości odpowiadające stosunkowi E/Emax. Jeśli podniesiemy krewnego do kwadratu Wartości EMF, odpowiadających różnym kierunkom nadejścia sygnału, możliwe jest skonstruowanie charakterystyki promieniowania pod względem mocy (rys. 7).
Rys.7.
zasięg anteny podajnik fal radiowych,
Głównym parametrem charakterystyki promieniowania jest kąt otwarcia (szerokość) płata głównego, w ramach którego moc spada do poziomu 0,5 maksimum.
Płat odpowiadający sygnałowi maksymalnemu lub kierunkowi zerowemu nazywany jest płatem głównym lub głównym, pozostałe są boczne lub tylne (w zależności od położenia względem płata głównego).
Szerokość głównego płata służy do oceny właściwości kierunkowych anteny. Im mniejsza jest ta szerokość, tym większa kierunkowość anteny.
Kształt charakterystyki promieniowania zależy od typu i konstrukcji anteny. Na przykład charakterystyka promieniowania wibratora półfalowego w płaszczyźnie poziomej przypomina ósemkę, aw płaszczyźnie pionowej przypomina okrąg.
W niektórych przypadkach diagram jest zbudowany w dwóch wzajemnie prostopadłych płaszczyznach E i H. Wykres biegunowy pokazuje kierunek, w którym koncentruje się energia odpowiedniego składnika. Przykład wzorca promieniowania polarnego w płaszczyźnie E pokazano na ryc. 8. Wartość amplitudy emitowanego pola wykreślana jest wzdłuż promienia, znormalizowana do wartości amplitudy w głównym maksimum.
Rys.8
Kierunkowość anteny.
Jest to liczba wskazująca, ile razy moc odbierana na wejściu odbiornika przy odbiorze na antenie kierunkowej jest większa niż moc, którą można uzyskać przy odbiorze na antenie dookólnej (przy tym samym natężeniu pola).
Własności kierunkowości anteny są scharakteryzowane przez omówioną powyżej charakterystykę kierunkowości (rys. 5).
Wzmocnienie anteny
Stosunek mocy na wejściu anteny odniesienia do mocy dostarczanej na wejście rozważanej anteny, pod warunkiem, że obie anteny tworzą w danym kierunku w tej samej odległości równe wartości natężenia pola lub tej samej gęstości strumienia mocy.
Zysk anteny pokazuje ile razy konieczne jest zwiększenie mocy na wejściu anteny (moc wyjściowa nadajnika) przy wymianie tej anteny na idealną antenę bezkierunkową tak, aby wartość gęstości strumienia mocy emitowanego pola elektromagnetycznego przez antenę w punkcie obserwacyjnym nie zmienia się. Zakłada się, że współczynnik wydajności (COP) anteny dookólnej jest równy jeden.
Wzmocnienie anteny jest wielkością bezwymiarową i może być wyrażone w decybelach (dB).
Wydajność anteny
Jest to parametr, który charakteryzuje straty mocy w antenie i jest stosunkiem mocy promieniowania do mocy dostarczanej do anteny z nadajnika.
Na moc traconą w antenie składają się straty w ziemi, przewodach antenowych, izolatorach służących do podwieszenia wstęgi anteny, na linach podtrzymujących antenę. Głównymi stratami energii są straty w gruncie.
Zgodnie z zasadą odwracalności anteny, sprawność anteny odbiorczej jest szacowana na podstawie jej sprawności, gdy będzie używana jako antena nadawcza.
Ponieważ moc odbieranych fal radiowych jest bardzo mała, sprawność anteny odbiorczej może być niska, ale nie mniejsza niż 10-15%.
Wniosek
Podczas tworzenia tej pracy studiowałem:
Wyznaczanie urządzeń zasilających antenę;
Zasięg fal radiowych stosowanych w radiotechnice;
Rodzaje anten;
Główne parametry anten.
Bibliografia
G.A. Erokhin, O.V. Czernow, N.D. Kozyriew W.D. Kocherzhevsky "Urządzenia antenowe i propagacja fal radiowych";
V.F. Własow „Kurs inżynierii radiowej” - Moskwa, 1962
Rozdział 4 - Anteny - "okna" do innych światów
Z elektronicznej wersji drukowanego wydania książki A. Poisa: „Nasz świat i my”, część 1 - „Świat i my”(Seria publikacji: "W poszukiwaniu prawdy", M. ICSTI - Międzynarodowe Centrum naukowe i Specyfikacja. OOO " Łączność mobilna”, 2004), zamieszczona na stronie internetowej www.pois.ru
Rozdział 4 - Anteny - "okna" do innych światów.... 1
Przeznaczenie i właściwości kierunkowe anten .. 1
różne rodzaje anteny.. 6
Anteny nie nazywane antenami. 24
Anteny w skali kosmicznej.. 25
Kosmiczne niejednorodne soczewki dielektryczne i grawitacja. 26
Piramidy egipskie jako promienniki anteny soczewkowej o nazwie „Ziemia”. 30
Galaktyki, mgławice międzygwiazdowe, powłoki planetarne i czarne dziury jako anteny.. 32
Anteny w skali Ziemi. 36
Anteny mikroświata. 44
Niektóre sztuczne formy, takie jak anteny. 50
Wspólne parametry anteny rzeczywiste i polowe .. 55
Wnioski... 57
Anteny, jak wiadomo, są bardzo „wąskim” kierunkiem naukowym, ale są one stosowane tak szeroko, że prawie każda osoba używa tej lub innej anteny w swoim codziennym życiu, nie myśląc z reguły ani o zasadach ich działania, ani o o ich właściwościach. Anteny należą do tej dziedziny nauki, bez której dalsza znajomość świata jest niemożliwa, gdyż są urządzeniami We/Wy energii, umożliwiającej wymianę informacji, w tym poprzez ogromne interwały czasoprzestrzeni. Znajdują się one zawsze na zewnętrznej powierzchni środowiska, którego „okienkami” są, i dlatego są łatwe do wykrycia. Ponadto wszystkie podstawowe informacje o samych antenach, a także o nas samych, są „napisane na twarzy” i mogą być łatwo odczytane przez odpowiednich specjalistów. Teoria anten, która opiera się na teorii pola elektromagnetycznego, jest na tyle uniwersalna, że może być wykorzystywana w różnych dziedzinach nauki. Poniżej podstawowe informacje o antenach. I chociaż jego pierwotne źródła -, - i - są przeznaczone dla studentów wyższych uczelni i wąskich specjalistów, jest tu podane w najbardziej ogólnej formie i przedstawione, jeśli to możliwe, w popularny sposób, dlatego może być zrozumiałe przez dość szerokie grono czytelników. Oprócz anten stworzonych przez człowieka, w tym rozdziale omówiono anteny naturalne oraz niektóre konstrukcje sztuczne, które z reguły nie są uważane za anteny, chociaż w rzeczywistości są. Wśród anten stworzonych przez samą Naturę można znaleźć analogi do wszystkich anten stworzonych przez człowieka.
Przeznaczenie i właściwości kierunkowe anten
Antena- urządzenie przeznaczone do promieniowania (emisja, „rozpylanie”) i odbioru (absorpcja, „wyłapywanie”) elektromagnetyczny fale. Jednak podobne urządzenia są również używane podczas pracy z elastyczny fale, zwłaszcza fale dźwiękowe.
Antena zamienia drgania na fale swobodne (lub odwrotnie) i promieniuje (odbiera) te fale w określonych kierunkach (z określonych kierunków) zgodnie ze swoją charakterystyką promieniowania. Fale pomiędzy anteną a generatorem (odbiornikiem) rozchodzą się wzdłuż linii zasilającej ( linia napięcia) w postaci połączonych, „biegających” wzdłuż niego fal.
Przez antenę nadawczą przetwarzane są sprzężone fale pochodzące z wzbudnicy oscylacji – generatora darmowy, które są następnie emitowane („napylane”) i propagowane w wolnej przestrzeni. Antena odbiorcza działa odwrotne działania- wychwytuje fale swobodne i zamienia je na sprzężone, które następnie są przesyłane do odbiornika, gdzie ponownie przekształcane są w oscylacje.
Ściśle mówiąc, absolutnie nie ma wolnych fal, tak jak nie ma absolutnie wolnej przestrzeni. Dlatego rozchodzące się nawet w rzekomo wolnej przestrzeni fale są związane z ośrodkiem, choć w nieproporcjonalnie mniejszym stopniu niż z przewodnikiem energii.
Jeśli jakakolwiek JEDNOŚĆ jest rzeczywiście falą cząstek, to „łapacze” i „opryskiwacze” każdy fale cząsteczkowe, a nie tylko elektromagnetyczne, można również nazwać antenami.
Antena w zasadzie może być dowolną, nie tylko materialną i widzialną, ale także polem i niewidzialną formą, zdolną do "łapania" - odbierania lub "rozpylania" - emitowania energii tego czy innego rodzaju. Ale może przechwytywać tylko energię pusty, „pusty”, forma mająca wada ten rodzaj energii. I "spray" - tylko zatłoczony forma, która ma nadmiar energii. Niewypełniona i przepełniona forma jest, jak już pokazano, rodzajem odpowiednio energetycznej „wklęsłości” i „wypukłości”. W pierwszym gęstość energii określonego typu jest mniejsza niż w komunikującej się z nią przestrzeni, a w drugim - większa.
Przewody energetyczne stosowane w technologii antenowej pokazano na ryc. 4.1 (poz.1).
Podobną formę ma wiele urządzeń stworzonych przez Naturę i człowieka. I chociaż większość z nich nie jest nazywana przewodami energetycznymi, faktycznie mogą się nimi stać, jeśli w ich otoczeniu pojawi się rodzaj energii, którą są w stanie kierować. W zasadzie jako przewody energetyczne mogą służyć elementy naturalne i sztuczne, które mają nie tylko podobny design, ale także wiele innych form.
Konstrukcje wykonane przez człowieka, które mogą służyć jako przewody energetyczne, obejmują wiele elementów budowlanych, w tym różne rury i profile walcowane. Do naturalnego - koryta rzeczne; korzenie, pnie i gałęzie roślin; jaskinie i wiele więcej, w tym warstwy atmosfery o różnej gęstości, które, jak wiadomo, są falowodami atmosferycznymi dla pewnego zakresu fal (patrz ryc. 4.1, poz. 2).
Każdy prowadnica mocy zawsze działa jak antena, chociaż zysk takiej anteny może być nieskończenie mały. Wynika to z faktu, że absolutnie systemy zamknięte nie zostały stworzone ani przez człowieka, ani przez naturę, a każdy system, przynajmniej trochę uchylony dla takiej czy innej energii, jest już anteną. Dobra antena to otwarty kabel zasilający, na przykład obwód oscylacyjny. W obwodzie zamkniętym energia, zmieniająca się z określoną częstotliwością w czasie, oscyluje w małym przedziale przestrzennym. Ale jeśli obwód jest „otwarty”, wówczas te oscylacje „rozciągną się” w przestrzeni, tworząc fale, a obwód oscylacyjny zamieni się w antenę.
Darmowa fala elektromagnetyczna, jak już wspomniano, jest systemem obwodów zamkniętych (patrz rys. 2.1, poz. 2), wewnątrz których krąży Elektryczność jest przepływ elektronów. Obwody elektryczne wytwarzają wokół siebie zamknięte pole magnetyczne, składające się z wielu magnetycznych "pierścieni" umieszczonych w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny obwodu elektrycznego. Z kolei magnetyczne „pierścienie” tworzą elektryczność itp. W rezultacie powstaje ruchome pole, składające się z „nawleczonych” na siebie i znajdujących się we wzajemnie prostopadłych płaszczyznach „pierścieni”. Każdy z tych „pierścieni” można uznać za obwód zamknięty, w którym „uderzają” fale stojące, tworząc na jego powierzchni wybrzuszenia i wklęsłości. Widoczne dla nas powstawanie pojedynczych „pierścieni”, które „oddychają”, może zademonstrować doświadczony palacz, gwałtownie wydychając dym. Podobne fale cząsteczkowe można również „wybić” z aparatu „Theta”.
Aparat Theta jest drewniane pudło, w którym zamiast jednej ściany rozciąga się gęstą materię (membranę), a na przeciwległej ścianie wycina się otwór. Mocnym uderzeniem w membranę powietrze (należy podbarwić, aby było widoczne) wyrzucane jest z otworu w formie pierścień obrotowy.
Właściwości kierunkowe anten- zdolność do koncentrowania (wzmacniania) fal cząstek w określonych kierunkach poprzez tworzenie z nich wąskich wiązek (wiązek) lub innych, czasem bardzo złożonych, form z nich, jak wiadomo, objawia się, gdy ich wymiary znacznie przekraczają długość fali. Jednak prawie każda antena ma kierunkowość, przynajmniej małą. Właściwości kierunkowe podlegają zasada wzajemności, z czego wynika, że właściwości kierunkowe anteny podczas pracy w trybie nadawania i odbioru są takie same. Kierunkowa emisja fal cząstek pozwala, bez zwiększania mocy nadajnika dziesiątki, setki, tysiące, a nawet miliony razy, zwiększyć koncentrację fal cząstek w określonych kierunkach i (lub) bez zwiększania czułości odbiornika, wzmocnić sygnał stłumiony tyle samo razy z tych samych kierunków. Właściwości kierunkowe anteny są określone przez jej charakterystykę promieniowania.
Analogiem, choć odległym, kierunkowych „antenek” mogą być duże przedsiębiorstwa. W godzinach szczytu „łapią” lub „emitują” dużą liczbę ludzi, zwiększając gęstość przepływów ludzkich w określonych kierunkach. W tym przypadku wdrożona jest również zasada wzajemności - przepływy ludzi, zarówno gdy zostaną „schwytane” przez przedsiębiorstwo, jak i gdy zostaną „wyemitowane”, będą w przybliżeniu takie same, ale skierowane w przeciwnych kierunkach.
Wzór kierunkowy (DN) określa charakter rozkładu w przestrzeni mocy pola elektromagnetycznego emitowanego (odbieranego) przez antenę.
Z definicji wynika, że w ogólnym przypadku RP określa rozkład energii w przestrzeni, kierunek jej ruchu, czyli właściwości kierunkowe. To rodzaj sieci dystrybucji. Dlatego DN ma każdy system zdolny do kierowania (dystrybucji) pewnych rodzajów energii, fal cząstek o określonym zasięgu w określony sposób. Każdy sieć linii energetycznych, Również jest uprzejmy DN.
Prądy oceaniczne i powietrzne; orbity, komety, planety, gwiazdy itp.; droga do pracy iz powrotem; sieć wszelkiego rodzaju linii sił, w tym magnetycznych; i wiele innych sieci to rodzaj NAM. Dla samochodów jest to sieć dróg, a dla pociągów jest to sieć kolei. W przypadku wody - sieć zbiorników i pustek w skorupie ziemskiej, w tym jaskinie i podziemne rzeki, sieć wodociągowa itp. W przypadku samolotów - drogi oddechowe. Dla prądu elektrycznego i gazu - odpowiednio sieć elektryczna i gazowa. Energia zapewniająca życiową aktywność ludzi i zwierząt to głównie układ nerwowy, krwionośny, limfatyczny i pokarmowy. Wszystkie te systemy (i nie tylko), jak sieć wodociągowa, gazowa czy drogowa, w określonych odstępach czasoprzestrzennych można wypełnić cząstki-fale tego czy innego rodzaju, ale może lub nie może być wypełniony. DN definiuje tylko możliwość przepływ energii przez określoną sieć dystrybucji, a nie samą energię i jej ruch.
Jak wiadomo, charakterystyka promieniowania jest jedną z głównych cech anteny. Kształt DN i „długość” ( zasięg) jego poszczególnych płatków, przede wszystkim, ustalona, jak wiadomo, konfiguracja oraz gęstość powierzchnia robocza anteny, a także jej rozmiar w długościach fal („właściwa powierzchnia oddziałująca”). Zależy to również od orientacji przestrzennej fali (polaryzacji), od parametrów otoczenia, od rodzaju samej fali i wielu innych. Znana jest nieskończona liczba form RP, odpowiadających pewnym antenom, gdy działają na określonych długościach fal. Wiele z nich można obliczyć z dużą dokładnością, ale co to jest niewidzialny dla nas „wypełniona” energią RP, w tym RP anten przeznaczonych do odbierania i przesyłania fal elektromagnetycznych, pozostaje nie do końca jasna. Spróbujmy więc to rozgryźć, biorąc pod uwagę przyjęte wcześniej założenie, że ładunkami determinującymi rozkład energii w przestrzeni są energetyczne „wybrzuszenia” i „wklęsłości”.
Absolutnie „pusta” przestrzeń, jak wielokrotnie podkreślano, nie została znaleziona w przyrodzie. Każda przestrzeń, w tym próżnia, o takiej lub innej gęstości, jest wypełniona zarówno względnie stabilnymi („spoczynku”), jak i niestabilnymi (działającymi, poruszającymi się, zmieniającymi się) falami cząstek, większość z czego pozostaje dla nas niewidzialny. Dlatego każda forma wprowadzona w jakąkolwiek przestrzeń, jak każde ciało zanurzone w wodzie, w całkowicie określony sposób zniekształca- redystrybuuje cząstki i wypełniające ją quasi-cząstki. Generalnie redystrybuuje energię. W rezultacie powstają nowe przepływy energii i nowe formy energii - „wybrzuszenia” i „wklęsłości”, które natychmiast wypełniają się energią dostępną w środowisko dopóki układ nie osiągnie stanu równowagi statycznej lub dynamicznej. Jeżeli w danym przedziale czasoprzestrzennym nie ma rodzaju energii zdolnej do zapełnienia tej sieci energetycznej, ale pojawia się ona w czasie, to energia ta jest rozprowadzana zgodnie z odpowiednimi dla niej „pustkami” i komunikującymi się ze sobą, zdolnymi do pochłanianie go, tj. zgodnie z określonym wzorcem promieniowania. I nie zależy od tego, po której stronie ta energia „płynie” – z wewnątrz czy z zewnątrz. To samo dotyczy anten. Z kolei DN, „wypełnione” falami elektromagnetycznymi lub jakimkolwiek innym polem cząsteczkowym, jest również rodzajem formy energii - niewidoczna antena. Zagina również przestrzeń, redystrybuując jej energię (fale cząstek) i tworząc nowe energetyczne „wybrzuszenia” i „wklęsłości” – kolejna sieć dystrybucyjna, DN następnego rzędu. Itp.
Hipoteza 4.1 : Ogólnie rzecz biorąc, wzorzec promieniowania jest pewną formą energii stworzoną przez ciało poprzez zmianę krzywizny przestrzeni, tworzenie „wybrzuszeń” i „wklęsłości” energii poprzez redystrybucję spoczynkowych i (lub) poruszających się rzeczywistych i polowych cząstek oraz quasi-cząstek różne kształty, rozmiary i konfiguracja. Forma pusty wzorce promieniowania określone przez lokalizację komunikowanie energii przestrzenno-czasowej„pustki” (wypełnione - przez układ uszczelek), których wielkość jest współmierna do wielkości niektórych fal cząstek lub więcej, oraz energia przestrzenno-czasowa gęstość powierzchni (lub objętości), która ogranicza te puste przestrzenie, nie pozwala tym falom cząstek na całkowicie swobodne przejście przez nią.
Przykład widoczny nas „wklęsłość”, ograniczona przez powierzchnię nieprzezroczystą dla niektórych fal cząstek, może służyć jako „naczynie” anteny NTV, a także najzwyklejsza płyta lub durszlak. Aby antena (a nie tylko antena) mająca jedno lub drugie RP zmieniła się z „martwego” w „żywą” (aktywną), konieczne jest tchnięcie w nią „duszy” - wypełnij ją falami cząstek. I nie wszystkie, ale te, z którymi jest w stanie wchodzić w interakcje - przechwytywać i emitować, i to w pewien sposób.
Obraz wzorca promieniowania może być przestrzenny lub płaski (w układzie współrzędnych biegunowych lub prostokątnych). W przypadku obrazu płaskiego DN są najczęściej wytwarzane w najbardziej charakterystycznej płaszczyźnie przekroju lub w dwóch głównych płaszczyznach wzajemnie prostopadłych. Obraz przestrzenny jest bardzo złożony i czasochłonny, dlatego częściej stosuje się obraz planarny.
Na ryc. 4.2 pokazuje przestrzenny i planarny (we współrzędnych biegunowych i kartezjańskich) obraz wzoru igły i wachlarza (poz.1), a także kilka wzorów przestrzennych o różnych kształtach (poz.2-4), które są podobne do wielu dobrze- znane formy rzeczywiste, w tym kształt niektórych anten.
Na ryc. 4.3 pokazuje schematyczne przedstawienie i płaską DN kilku typów anten -: pionowy wibrator ćwierćfalowy umieszczony nad ekranem (poz. 1); cienki wibrator kątowy (półfala i fala) o różnym kącie między ramionami (poz. 2); trzy cylindryczne anteny śrubowe (poz.3) o różnych rozmiarach długości fal; wibrator symetryczny o różnych rozmiarach długości fal i różnej grubości (poz. 4); antena dwustożkowa o różnych długościach fal (poz.5); gruby wibrator kątowy o różnych długościach fal (poz.6); antena prętowa dielektryczna (poz.7); antena drutowa rombowa (poz. 8); antena składająca się z wibratora pionowego i trzech drutów promieniowych (poz. 9), antena czterech wibratorów promieniowych umieszczonych na powierzchni walca (poz. 10); a także (na dole) RP różnych anten, których kształt jest najbardziej typowy. Odpowiadające przestrzenne MD są z reguły obiektem obrotu płaskiego MD wokół osi symetrii.
Właściwości kierunkowe wielu anten w dużym stopniu zależą od obecności lub braku osłony. Jeśli na przykład wibrator poziomy lub pionowy zostanie umieszczony w pewnej odległości od przewodzącego ekranu, jest to równoważne pojawieniu się innego (wirtualnego) wibratora, który będąc tylko lustrzane odbicie po pierwsze, wpływa na rozkład pola w bardzo realny sposób. W efekcie uzyskuje się wzór, jakby był to układ składający się z dwóch prawdziwych wibratorów. Ekranem refleksyjnym, zwłaszcza przy długich i średnich długościach fal, jest często podłoże, przy krótkich i ultrakrótkich falach najczęściej wykonuje się ekrany metalowe, które mogą być lite lub siatkowe. Czasami są wykonane i promienne. Najczęściej ekrany służą do wytwarzania promieniowania jednokierunkowego. Właściwości kierunkowe również w dużym stopniu zależą od rozmiaru ekranu. Na przykład DN wibratora pionowego ćwierćfalowego pokazanego na ryc. 4.3 (poz. 1) w obecności nieskończonego ekranu jest ciągłym korpusem w kształcie lejka (linia przerywana). Na ostatnim ekranie to ciało składa się z kilku warstw (płatków) i przypomina kształtem kielich wielopłatkowego kwiatu.
Jeśli wyobrazisz sobie w myślach formy przestrzenne danych planarnych RP, to wiele z nich okaże się podobnych do pewnych widocznych obiektów otaczającego nas świata, a wielopłatkowe RP najczęściej wyglądają jak kwiaty. Różnorodność form kwiatowych jest znana każdemu, a różnorodność form DN jest generalnie nieobliczalna. Jednak nawet wśród niewielkiej liczby RP pokazanych na ryc. 4.2 i 4.3, można znaleźć nazwy DN bardzo blisko w formie, chociaż należą konstruktywnie inny anteny.
Podstawowa różnica między antenami z wielu innych urządzeń, jak już wspomniano, anteny są urządzeniami wejścia-wyjścia energii, czyli rodzajem okien. Dlatego z reguły znajdują się na granicy środowisk („światów”) i są otwarte do oglądania. Co więcej, nawet jeden zewnętrzny Typ anteny doświadczony specjalista może często określić wiele jej parametrów, w tym główne - możliwy zasięg działania i właściwości kierunkowe.
Jeśli jakakolwiek UNITY jest rzeczywiście nadajnikiem-odbiornikiem fal cząsteczkowych o różnych typach i zakresach, to jest to również antena, najczęściej nieskończony zestaw anten. Dlatego to właśnie anteny pomogą nam najszybciej określić główne parametry każdej UNITY. Ale w tym celu z nieskończonej różnorodności anten konieczne jest wyróżnienie tych, które są dla nas interesujące w każdym konkretnym przypadku, ponieważ każda antena, przynajmniej trochę otwarty system. Lecz odkąd absolutnie Skoro systemy zamknięte w realnym świecie nie zostały odkryte i nie zostały stworzone przez człowieka, to wszystko co JEST jest anteną.
Różne rodzaje anten
Nowoczesny urządzenia antenowe podzielone na następujące główne typy: drut, szczelinowy, powierzchowny fale, akustyczny typ (róg), spirala, log-okresowy oraz optyczny typ (lustro i obiektyw). Ponadto zwykle wyróżnia się osobną grupę podstawowy promienniki (dipole), które mogą być również „elementarnymi” elementami konstrukcyjnymi bardziej złożonych anten.
Emitery podstawowe- jest to elementarny wibrator elektryczny (mały prosty kawałek przewodnika), elementarny wibrator magnetyczny (rama) i ich odpowiedniki szczelinowe, a także emiter Huygens.
Elementarne emitery drutowe i szczelinowe (prostoliniowe i okrągłe) oraz DN, które mają ten sam kształt dla wibratorów drutowych i odpowiadających im szczelin "braci", pokazano na ryc. 4.4 (odpowiednio poz. 1 i 2). Istnieje również teoretyczna RP wyimaginowanego elementu Huygensa (poz.3), a także RP (poz.4, po lewej) jego bliskiego rzeczywistego analogu - anteny kardioidalnej (poz.4, po prawej), składającej się z elementu prostoliniowego i okrągła rama.
Wibrator elementarny- to jest bardzo krótki w porównaniu do długości fali drut płynął przez zmienny (oscylujący) prąd elektryczny, którego amplitudę i fazę można uznać za takie same na całej jego długości. Taki wibrator nazywa się elektrycznym, a jego praktycznym modelem jest dipol Hertza.
elementarna rama, który jest odpowiednikiem wibratora magnetycznego, to zwój drutu o takiej czy innej formie (zwykle okrągłego lub kwadratowego), przez który przepływa prąd zmienny (oscylujący) i jego długość znacznie mniejsza niż długość fali.
Wibratory elektryczne i magnetyczne to przewodniki, przez które przepływa prąd przemienny. Ich wzory promieniowania mają taki sam kształt - to toroid.Ale w pierwszym przypadku oś toroidu pokrywa się z osią wibratora elektrycznego, aw drugim z osią ramy prostopadłą do jego płaszczyzny.
Elementarna antena szczelinowa- antena, której praca związana jest z emisją i odbiorem fal elektromagnetycznych otwór, przeciąć w nieskończonym ekranie lub w ścianie rezonatora.
Zasada dualności, co bardzo dobrze pokazują elementarne anteny dipolowe i szczelinowe, wyrażona w tożsamości wzoru anten o tym samym kształcie. Nie ma znaczenia, czy antena jest przewodzącym „ciałem” czy „dziurą” o tym samym kształcie, wyciętym w nieskończonej płaszczyźnie, przez którą wchodzą fale cząstek. W pierwszym przypadku fale cząsteczkowe odrywają się od przepływu elektrycznego przepływającego przez przewodnik, aw drugim „rozpryskują się” przez szczelinę z przestrzeni wypełnionej podobnymi przepływami - rezonatora. Liczy się obecność przepływu (prądu), a także wielkość i kształt oddziałującej z nim powierzchni, od której cząstki-fale mogą się „oderwać” lub przez którą cząstki-fale mogą się „przecisnąć”.
Huygens Wiosna- jest to wyimaginowany pierwotny promiennik anten reflektorowych, którego prawdziwym analogiem może być połączenie promiennika elektrycznego i magnetycznego, „elementarnego elementu” powierzchni, którego pewna liczba przy obliczaniu RP czasami zastępuje powierzchnię anten reflektorowych. Źródło Huygensa w swoich właściwościach kierunkowych jest kombinacją właściwości dipoli elektrycznych i magnetycznych. Jego obliczone RP ma postać kardioidalnej rotacji (patrz ryc. 4.4, poz. 3). Antena kardioidalna, składająca się z wibratora i ramy (patrz rys. 4.4, poz. 4, po prawej), ma w przybliżeniu taki sam kształt DN (patrz rys. 4.4, poz. 4, po lewej), jak wirtualne źródło Huygens. I oba mają kształt serca.
Anteny przewodowe i szczelinowe oraz ich systemy antenowe- są to te same wibratory drutowe i szczeliny, ale większe (w długościach fal) niż wibratory elementarne, a systemy antenowe to wieloelementowe konstrukcje o różnych kształtach, złożone z "elementarnych" (lub bardziej złożonych) identycznych promienników. Systemy antenowe są zwykle tworzone z kilku (lub wielu) anten dipolowych, szczelinowych lub innych ułożonych w określony sposób. Główną cechą każdego systemu jest uporządkowany (powtarzający się) planarny lub przestrzenny układ jednorodnych elementów lub identycznych kombinacji różnych elementów (jest to również nieodłączne w cząsteczce DNA), które razem tworzą taką lub inną formę. Systemy antenowe składające się z aktywny elementy (energia jest dostarczana do każdego) 
mu z nich) z reguły zwiększają wzmocnienie anteny w porównaniu z pojedynczym elementem o liczbę razy odpowiadającą ich liczbie.
Anteny przewodowe najczęściej wykonywane są z drutów, rur, taśm, których przekrój może być stały lub zmienny. W najprostszym przypadku antena drutowa, podobnie jak elementarny wibrator elektryczny, jest wykonana z prostego drutu, do którego podłączona jest linia energetyczna. Wibrator posiadający jedno „ramię” (przewodnik energii podłączony do jednego z jego końców) nazywany jest asymetrycznym, a mający dwa identyczne „ramiona” (przewodnik energii podłączony do środka) – symetryczny.
Na ryc. 4.5 pokazano Różne rodzaje asymetryczny wibratory pionowe.
Na ryc. 4.6 - anteny masztowe i drutowe. Różnią się od siebie długością fali roboczej i absolutny rozmiarów, a także związanej z tym czasami innej realizacji projektu.
Na ryc. 4.7 pokazuje niektóre (wiele z nich zostało stworzonych przez człowieka) symetryczny wibratory, w tym wygięty, który można wygiąć z wibratora kątowego (pokazane linią przerywaną).
Na ryc. 4.8 pokazuje płaskie, jednopoziomowe i wielopoziomowe systemy antenowe, wykonane z wibratorów drutowych (poz.1), antenę piramidalną wykonaną z drutów (poz.2) i anteny wykonane z płyt (poz.3).
Do mieszkania anteny drutowe wiele anten pętlowych (aktywnych i pasywnych) jest również w zestawie. Niektóre z nich , , , pokazano na ryc. 4.9.
Naturalnych i sztucznych analogów nawet wyżej wymienionych anten jest tak wiele, że każdy może samodzielnie znaleźć wiele podobnych form wśród sztucznych i naturalnych obiektów otaczającego nas świata, zwłaszcza że są one absolutnie dokładnym podobieństwem konstrukcyjnym, aby mieć parametry, które w przybliżeniu pokrywają się z parametrami jednej lub drugiej typowej anteny nie są wymagane.
anteny szczelinowe- są to szczeliny o różnych rozmiarach i konfiguracjach wycięte w ściance rezonatora o takim czy innym kształcie.
Na ryc. 4.10 przedstawia niektóre konfiguracje szczelin wyciętych na falowodzie prostokątnym i okrągłym (poz.1), ekrany rezonatorowe (poz.2), a także anteny szczelinowe wykonane na bazie prostokąta (poz.3) i okrągłego (poz.4 ) falowodu oraz możliwych kształtów i rozmieszczenia szczelin na ściankach falowodu prostokątnego (poz.5). W centrum (poz. 6) pokazano jeden z pierwszych sztucznych satelitów, wyposażony w różnego rodzaju anteny, głównie szczelinowe, które naprawdę przypominają okna otwarte na inny świat, w tym przypadku na kosmos.
Systemy wibracyjne i anteny szczelinowe, , to układy kilku (lub wielu) identycznych i uporządkowanych wibratorów lub szczelin, które można umieścić na korpusach o bardzo różnych kształtach.
Na ryc. 4.11 przedstawia niektóre z najczęściej stosowanych systemów anten dipolowych i szczelinowych w samolotach. Wśród nich są systemy wyglądające jak jeż, kaktus, okna budynków i wiele innych.
Analogi anten przewodowych i szczelinowych, a także wiele innych, mogą służyć wszelkie niejednorodności odpowiadającej postaci, utworzone przez interfejs między dwoma mediami, których właściwości przewodzące (transmisyjne) różnią się znacznie dla danego rodzaju energii.
Może to być tama ograniczona wodą, po której mogą poruszać się samochody, a woda jest dla nich strefą zakazaną. Ale jeśli tamę zastąpi kanał, wodę zastąpi twarda powierzchnia, a samochody zastąpią gondole, to wszystko się zmieni. Woda „przepłynie” przez gondole, ale twarda powierzchnia nie.
W ogólnym przypadku analogi niektórych specyficznych drutów i szczelinowych „wibratorów” to przedstawiciele przyrody nieożywionej i żywej, w tym sam człowiek, których ogólne kontury (lub ich poszczególne części) są pewne chwile przynajmniej czas w słaby sposób przypominające powyższe (i nie podane tutaj) formy wibratorów i szczelin. Drobne detale, których wielkość jest znacznie mniejsza niż długość fali roboczej, nie mają szczególnego znaczenia, a kształt może bardzo różnić się od podanych kształtów bez większego uszkodzenia ich pracy.
Analogi asymetrycznego pionu Wibratorami mogą być drzewa, rogi zwierząt, łodygi traw i wiele, wiele więcej, w tym różne projekty stworzone przez człowieka do zupełnie innych celów. Pionowe „wibratory” to na przykład wieże, kościoły, wieżowce. Wszystkie z nich, wraz z wysokimi drzewami, są w stanie łapać błyskawice, których długość fali, jak wiadomo, wynosi kilkadziesiąt metrów, czyli jest proporcjonalna do ich wielkości.
Analog wibratorów symetrycznych to liście (i igły), a także gałązki wielu roślin, w tym drzew, ułożone symetrycznie. Wiadomo, że są w stanie absorbować i magazynować energię, a także przetwarzać ją i emitować w postaci innej energii, na przykład absorbować dwutlenek węgla i po przetworzeniu emitować tlen.
Antena szczelinowa analogowa służyć może każdy rów, koleina lub zagłębienie, które można wypełnić dowolną substancją, której wielkość poszczególnych cząstek jest współmierna do jej wielkości lub znacznie mniejsza. Obejmują one również wszelkie „luki” pomiędzy obiektami naturalnymi a strukturami sztucznymi, o odpowiedniej wielkości i kształcie. Działające „anteny szczelinowe” na widocznym dla nas poziomie to sprężyny, gejzery, fontanny, zraszacze itp.
Analogi emiterów „ramek” są dowolnymi konstrukcjami o odpowiedniej konfiguracji. Anteny pętlowe mogą być biżuterią w postaci łańcuszków, pierścionków, bransoletek, kolczyków. Należą do nich wzory i linie o odpowiedniej konfiguracji.
Anteny "malowane"(i nie tylko anteny) są szeroko stosowane, jak wiadomo, w obwodach drukowanych.
Wymienione powyżej anteny zarówno przez naturę, jak i człowieka, mogą być wykonane przez większość różne sposoby, na przykład w postaci wgłębień narysowanych ołówkiem (swoją drogą grafit przewodzi prąd) lub utworzonych przez powłokę metalową.
Człowiek(podobnie jak jego poszczególne części i organy) jest właścicielem wielu anten. Osoba stojąca na baczność może pełnić rolę analogu wibratora pionowego, rozkładając ręce na boki, zamienia się w symetryczny poziomy „wibrator”, a podnosząc i rozkładając ręce i nogi, zmienia (reguluje) DN jego „narożne anteny wibracyjne” uformowały dłonie i stopy. Niektóre (z niezliczonych) „ludzkich” anten zostaną omówione bardziej szczegółowo w drugiej części.
Prawie wszystkie przedmioty i przedmioty naszego świata mogą pełnić rolę pojedynczych anten wibracyjnych i pętlowych oraz ich szczelinowych „braci”. Każdy z nich jest w stanie skoncentrować się wokół lub w sobie na określonym typie pola (jeśli ma miejsce) zgodnie z własnym RP. A wszystko, co wpadnie w strefę działania tego RP, będzie w polu o zwiększonej koncentracji tego rodzaju energii. Jeśli gęstość energii wewnętrznej systemu podłączonego do anteny przekroczy gęstość tej samej energii w otaczającej przestrzeni, zacznie ją emitować ze zwiększoną koncentracją w tych kierunkach, które pokrywają się z „płatkami” jego RP .
dobry przykład„Anteny” pracujące do transmisji mogą służyć, jak już wspomniano, do obsługi instalacji nawadniających. Niektóre z nich potrafią rozpylać wodę w kole, inne w określonym sektorze, a jeszcze inne są rodzajem lokalizatora, obracają się. Jeśli to konieczne, możliwe jest stworzenie w określonym kierunku wysoce ukierunkowanego DN - „wiązki”, kierując tam cienki, ale silny strumień wody.
Analogi systemy antenowe - są to kryształy, płatki śniegu, cząsteczki wieloatomowe, wielocząsteczkowe związki substancji organicznych itp. Obejmują one również wiele tego, co jest tworzone przez ludzkie ręce, ale nie jest przez niego uważane za systemy antenowe. Są to wiatrochrony i okna budynków, jeśli są uporządkowane, oraz ulice, na których znajdują się takie same i uporządkowane domy. Na niektórych z tych ulic, jak wiadomo, wiatr może nieustannie „chodzić”, dla czego są one przewodami energetycznymi. Naturalnymi odpowiednikami układów wieloelementowych mogą być gałęzie drzew, zwłaszcza iglastych, których igły, jak już wspomniano, są typowymi wibratorami „drutowymi”. Ale później będzie bardziej szczegółowa dyskusja na temat drzew.
 |
Anteny fal powierzchniowych- są to systemy naprowadzające (rys. 4.12), wzdłuż których propagują się powierzchniowe fale elektromagnetyczne. Prowadnice (poz. 1-7) mogą być powierzchniami metalowymi pokrytymi warstwą dielektryczną, żebrowanymi konstrukcjami metalowymi, powierzchniami składającymi się z warstw o różnych właściwościach elektrycznych, prętami dielektrycznymi i metalowymi i wieloma innymi. Promieniowanie płaskich anten fal powierzchniowych (poz. 1 i 2 po prawej stronie) jest skierowane w przybliżeniu równolegle do powierzchni, a anteny prętowe (poz. 2 po lewej i poz. 6) - głównie wzdłuż ich osi. Dlatego są one odpowiednio nazywane antenami fal powierzchniowych i antenami promieniowania osiowego.
W ogólnym przypadku anteny z falą powierzchniową są powierzchnią o jednorodnych (identycznych) niejednorodnościach, przed siebie którą „wieje” wiatr elektromagnetyczny. Anteny fal powierzchniowych można porównać do drogi pokrytej „lepką” warstwą wierzchnią. Fale cząstek w tej „lepkiej” warstwie niejako „zaplątują się” i nie mogą „odlecieć” w górę, ale mogą się po niej poruszać.
Na ryc. 4.12 (poz.1, 2, 5) pokazuje metody wzbudzania elektromagnetycznego „wiatru” w niektórych typach anten powierzchniowych, przy użyciu tego czy innego promiennika pierwotnego. Z kołków dielektrycznych o okrągłym, kwadratowym lub prostokątnym ekranie można wykonać wieloelementową siatkę (poz. 6, dół, prawa).
Analogi anten powierzchniowych fale (planarne) to kora mózgowa, wydmy na pustyniach, warstwy skorupy ziemskiej o różnych parametrach, lasy, chmury stratusa i wiele więcej. Pręt - w rzeczywistości wszystko, co ma podobną konfigurację, w tym lekko rozłożone cztery palce dłoni (poczwórne szpilki dielektryczne są do nich bardzo podobne, patrz ryc. 4.12, poz. 6), a także kręgosłup ludzi i zwierząt ( jest podobny do pręta wykonanego z pojedynczych podkładek). Ale o antenach „ludzkich” bardziej szczegółowe omówienie zostanie omówione w drugiej części.
Anteny typ akustyczny- klakson, , , , , , , - pokazano na ryc. 4.13.
Właściwości kierunkowe anten tubowych zależy głównie od rozmiaru otwarcie- szerokość „okna” i kąt rozwiązanie ustnik.
Kąt otwarcia jest kątem utworzonym przez jego przeciwległe ściany lub generatory, oraz otwarcie- płaszczyzna prostopadła do osi rogu i przechodząca przez jego krawędzie.
Przy małych kątach rozwarcia tuby szerokość RP zależy głównie od wielkości otworu w długościach fali, a przy dużych kątach od kąta rozwarcia. Kąt otwarcia nie jest związany z długością fali, a zatem właściwości kierunkowe takiej tuby pozostają praktycznie niezmienione w bardzo szerokim zakresie długości fal. Wszystkie anteny szerokokątne są z reguły również szerokopasmowe, ponieważ ich centrum fazowe(ostrość) przy różnych długościach fal znajduje się w przybliżeniu w tym samym miejscu.
Główne typy anten.
Oczywiście przede wszystkim podziel anteny na nadawanie i odbieranie - główne właściwości elektryczne każdej anteny w trybach pracy odbioru i nadawania są takie same.
Wszystkie anteny można wygodnie podzielić na dwie duże grupy:
Anteny liniowe;
anteny aperturowe.
Ponadto szeroko stosowane są bardziej złożone systemy antenowe - macierze antenowe, których elementami są promienniki liniowe lub aperturowe.
Antena liniowa to cienki metalowy drut, w którym wzbudzany jest zmienny prąd elektryczny, a także wąska szczelina w metalowym ekranie, pomiędzy krawędziami którego przyłożone jest zmienne napięcie elektryczne. Zgodnie z twierdzeniem o równoważności, pole elektryczne w szczelinie w swoim oddziaływaniu na przestrzeń kosmiczną jest równoważne pewnym przemiennym prądom magnetycznym przepływającym wzdłuż szczeliny. Anteny liniowe są więc dowolnymi układami promieniującymi o niewielkich (w stosunku do długości) wymiarach poprzecznych iz prądami przemiennymi płynącymi wzdłuż osi układu. W przypadku anten liniowych rozmiar przekroju poprzecznego jest znacznie mniejszy niż długość fali.
Cechą charakterystyczną anten liniowych jest to, że rozkład prądu wzdłuż ich osi w niewielkim stopniu zależy od konfiguracji przewodu. Dlatego do anten liniowych zalicza się nie tylko anteny proste, ale również zakrzywione, gięte i zwijane przewody i szczeliny, jeśli ich wymiary poprzeczne są znacznie mniejsze niż podłużne i mniejsze niż długość fali: wibratory i anteny symetryczne i asymetryczne, anteny ramowe, anteny drutowe. fala biegnąca (w tym spiralna), cienka mrówka szczelinowa. fale stojące i ruchome.
Anteny aperturowe - mogą określać pewną ograniczoną wyimaginowaną powierzchnię, przez którą przechodzi cały strumień wypromieniowanej (odebranej) energii elektromagnetycznej - aperturę lub otwór, często przedstawiany jako płaszczyzna. Wymiary otworu są zwykle znacznie większe niż długość fali. Przykłady: piramidalna antena tubowa, refleksyjna antena paraboliczna, anteny soczewkowe, otwarte promieniujące końce falowodów.
Szyk antenowy - antena składająca się z kilku promienników tego samego typu, rozmieszczonych w przestrzeni w określony sposób i wzbudzanych przez jeden generator lub kilka spójnych generatorów. Tutaj można uzyskać zarówno wymagany rozkład przestrzenny wypromieniowanej energii, jak i niezbędną kontrolę nad tym rozkładem. Typowym układem antenowym jest antena kierunkowa VHF - liniowy układ półfalowych symetrycznych wibratorów.
Anteny Stacje radiowe w Wiysku
Samouczek >> Komunikacja i komunikacja... mam jasną wiedzę o władzach anteny i twórcze zwycięstwo swoich możliwości. Główny ja cechy anteny 1. Napięcie w przemyśle… współczynniki wytrzymałości anteny rodzaj częstotliwości. Główny obszar zatłoczony anteny dany rodzaj- robot to ziemska pochwała...
Antena urządzenia i środowisko dystrybucji
Wykład >> Komunikacja i komunikacjaA G(f0) jest maksymalnym CA anteny przy częstotliwościach zakłócających i podstawowy częstotliwość. F to wartość znormalizowanego ... więcej niż jeden rodzaj fale. Różnią się od fal Główny rodzaj struktura... suma wszystkich wymienionych pól. Typ anteny KU, dB Polaryzacja częstotliwości Kav...
Główny anteny
Streszczenie >> Komunikacja i komunikacjaRozwój teorii i technologii anteny. Główny obszary zastosowań elektroniki radiowej - komunikacja ... nie dla wszystkich typy anteny a obliczenia zostały przeprowadzone z dużym ... podanym w opracowaniu antena Poczta podstawowy Uwaga. W antena technika wykraczająca poza zasady...