Televízna anténa je zariadenie na zlepšenie kvality príjmu vĺn. TV kanály. Signál prijatý s jeho pomocou sa prenáša do televízora cez, čo poskytuje minimálne skreslenie. Antény je možné použiť na príjem analógového, digitálneho alebo satelitného signálu, v závislosti od toho dizajnové prvky. V súčasnosti sú v Rusku najbežnejšie antény analógová televízia. Vysiela ho Veža Ostankino pomocou metrových a decimetrových vĺn.

Typy televíznych antén

Zariadenie je veľmi bežné, pretože takmer žiadny televízor nebude môcť fungovať bez antény, s výnimkou tých, ktoré sú pripojené k káblová televízia. Rôzne osady majú rôzne vzdialenosti od opakovača. Niektoré domy môžu byť vzdialené stovky kilometrov, zatiaľ čo iné sú vzdialené len pár krokov. Tento faktor priamo ovplyvňuje výkon antény, čo vám umožní prijímať signál prijateľnej kvality, kompenzujúci vzdialenosť. Všetky TV antény možno rozdeliť do 3 kategórií:

• Izba.
• Ulica.
• satelit.

Vnútorná TV anténa

Tieto zariadenia sú inštalované v interiéri. Sú najlacnejšie a okrem toho nevyžadujú zložitú inštaláciu. Pri výbere v ich prospech nemusíte položiť koaxiálny kábel vonku, čím vytvoríte priechodný otvor v stene fasády alebo v ráme okna. Hlavnou nevýhodou tohto dizajnu je slabý signál. V tomto ohľade sú inštalované iba v oblastiach do vzdialenosti 30 km od televízneho centra alebo opakovača. Na väčšiu vzdialenosť bude mať prijímaný signál silné skreslenie, ktoré vám neumožní sledovať kvalitný TV obraz.

Vnútorné antény môžu byť vybavené aj zosilňovačom signálu. Čím ďalej od zosilňovača, tým výkonnejší zosilňovač bude potrebný. Tieto zariadenia sú podľa dizajnu rozdelené do dvoch typov:

• Rod.
• Rámec.

Rod

Ide o najslabšie izbové zariadenia. Majú 2 alebo 4 teleskopické fúzy-vibrátory, ktoré zachytávajú signály. Ich dĺžka väčšinou nepresahuje 1 m. Sú pripojené k špeciálnemu stojanu, ktorý má vo vnútri prispôsobený transformátor, ktorý prenáša signál do koaxiálneho kábla a ďalej do TV. Použitie tohto dizajnu má svoje výhody. Je ľahký a vďaka teleskopickým fúzom ho možno pri preprave kompaktne zložiť.

Ak je opakovač signálu blízko, fúzy môžu byť skrátené, aby nezaberali užitočné miesto. Keď je televízna veža ďaleko, ich výška je nastavená na maximum, čo umožňuje kompenzovať vzdialenosť. Často sa tyčová televízna anténa dodáva s televízorom. Pre väčšinu je známy pod ľudovým názvom „rohy“. Takéto antény dobre prijímajú vlny v rozsahu metrov. Na ich nastavenie je potrebné zmeniť nielen výšku, ale aj vzdialenosť medzi fúzmi, pre ktoré je zabezpečené ich upevnenie pomocou pántov. Veľkou nevýhodou prútovej antény je nedostatok univerzálne nastavenie. Po nastavení polohy fúzov pre dobrý príjem jedného kanála sa druhý začne vysielať na obrazovke s rušením.

Rámec

Viac-menej dokonalé sú zariadenia rámového typu. Zachytávajú signály v rozsahu decimetrov. Tieto zariadenia majú kovový obrys vyrobený vo forme rámu, ktorý je upevnený na stojane. Takáto výbava je stále lepšia ako výbava na prút, no stále má ďaleko od ideálu. Nedá sa použiť v značnej vzdialenosti od opakovača alebo televíznej veže.

vonkajšia TV anténa

Výkonnejšie sú vonkajšie antény na príjem televízneho signálu. Sú inštalované na kopci v oblastiach otvorenej viditeľnosti. Často takéto antény možno vidieť na strechách viacpodlažných budov. Obyvatelia súkromného sektora ich inštalujú na vrchol vysokej kovovej rúry pripevnenej vertikálne. V tomto prípade je zabezpečená prevýšenie 10-15 m, čo umožňuje kompenzovať skreslenie vĺn stenami domov a vetvami stromov. V skutočnosti, čím viac prekážok signálu je v okolí, tým väčšia vzdialenosť je potrebná na zdvihnutie antény.

Tieto zariadenia sa dodávajú v rôznych vonkajších prevedeniach, ale všetky sú rozdelené do 2 typov podľa princípu činnosti:

• Aktívne.
• Pasívne.

aktívna konštrukcia

Takáto televízna anténa má, čo vám umožňuje oveľa lepšie prijímať signály a kompenzovať rušenie. Takéto zariadenia sa vyberajú, ak je zosilňovač ďaleko a pred anténou sú vážne prekážky rozptyľujúce signál, ako sú domy, lesy a elektrické vedenia. Aktívne zariadenie bude potrebné aj vtedy, ak sa inštalácia vykonáva v nížine, keď medzi zdrojom vysielania a prijímacím bodom nie je priama viditeľnosť.

Aktívne antény môžu prenášať signál do niekoľkých televízorov. K tomu stačí použiť špeciálne odpalisko pre koaxiálny kábel. Zosilňovač, ktorý používajú, vyžaduje samostatné napájanie. Na tento účel je k dispozícii blok na zníženie napätia 12 voltov. Pripojí sa koaxiálnym káblom pri televízore a privádza napätie do prijímacieho bodu do vibračných antén, v blízkosti ktorých je v utesnenom puzdre ukrytá doska zosilňovača.

Pasívne zariadenia

Takéto antény sú lacnejšie, ale môžu sa vybrať iba vtedy, ak je medzi prijímacím bodom a vysielacím zariadením priama viditeľnosť bez prekážok. V takýchto podmienkach nie je potrebné použiť zosilňovač. Obyvatelia jednotlivých domov môžu bývať príliš blízko vysielacej veže, preto potrebujú práve takúto anténu. Ale aj ona môže prijímať signál skreslený z toho, že je príliš silný. V tomto prípade budete musieť nainštalovať špeciálne zariadenie - atenuátor. Umožňuje kompenzovať tento nedostatok znížením sily signálu na prijateľnú úroveň pre televízor.

Satelitná anténa

Samozrejme, najlepším zariadením na príjem televízneho signálu je satelitná TV anténa. Vysielanie nezachytáva z televíznej veže umiestnenej na zemi, ale zo satelitu. Ide o masívnu konštrukciu, ktorá je mnohonásobne drahšia ako vonkajšie a ešte viac vnútorné zariadenia. Anténa sa skladá z veľkej bielej lakovanej kovovej paraboly, ktorá slúži ako clona na zaostrenie satelitného vysielania. Vlny, ktoré do nej zasiahnu, sú zachytené konvertorom, ktorý je vyrobený vo forme malej hlavy o niečo menšej ako päsť. Naladí sa na konkrétny satelit a prijíma všetky televízne kanály, ktoré vysiela. Počet konvertorov na anténe sa líši v závislosti od regiónu, ale zriedka presahuje 3 kusy.

Signály bežných pozemných a satelitných vysielateľov sú odlišné, takže ich televízor nedokáže vnímať. V tomto ohľade je medzi meničom a televíznou obrazovkou nainštalovaný prijímač. On je malé zariadenie, ktorého rozmery sú o niečo menšie ako DVD set-top boxy. Jeho úlohou je transformovať satelitný signál na štandardný TV signál.

Zvyčajne, ak sú v dome dva televízory, potom každý z nich bude vyžadovať samostatnú televíznu anténu, čo je spôsobené špecifikami konvertora. Pri príjme jedného kanálu zo satelitu nemôže súčasne spracovať iný kanál. Inými slovami, ak vytvoríte takéto pripojenie, všetky televízory budú zobrazovať jeden televízny kanál.

Relatívne nedávno tento problém bol vyriešený. Objavili sa univerzálne konvertory, ktoré umožňujú pripojenie k dvom televízorom pri zachovaní možnosti prezerania rôzne kanály. Ich konštrukcia poskytuje dva vstupy pre pripojenie koaxiálneho kábla. Bohužiaľ dizajn nie je dokonalý. Pri výbere takéhoto konvertora bude použitá jedna TV anténa, no ku každému TV je ešte potrebné pripojiť prijímač.

Satelitné zariadenia prenášajú do TV oveľa lepší signál ako terestriálne stanice, preto sú veľmi obľúbené najmä v regiónoch, kde sú vysielatelia veľmi ďaleko. Aj vo veľmi ťažkom teréne budete môcť sledovať televízne programy s dokonalým obrazom, čo by s vonkajšou anténou nebolo možné. Rušenie satelitného vysielania sa môže vyskytnúť iba v prípade silnej búrky alebo silného sneženia.

Satelitné antény majú veľa výhod. Sú určite lepšie ako iné typy, ale majú aj nevýhodu. Okrem toho, že sú drahšie, vyžadujú si odbornú údržbu. Je nepravdepodobné, že ich budete môcť nainštalovať sami, pretože musíte najprv skontrolovať kvalitu signálu a nastaviť parabolu správnym smerom pod správnym uhlom. Okrem toho, aby prijímač správne fungoval, je potrebné nahrávať frekvencie vysielaných kanálov, ktoré sa pravidelne menia. Po firmvéri bude možné zobraziť všetky kanály niekoľko mesiacov, potom niektoré z nich začnú miznúť, až kým nezostane len niekoľko stoviek. Budete musieť znova blikať. Robiť to sami je ťažké, pretože potrebujete špeciálny kábel a softvér s kódmi kanálov. Budete musieť pravidelne kontaktovať špecialistov servisné strediská ktorých služby nie sú bezplatné.

Ak za normálnych poveternostných podmienok začne satelitná TV anténa vysielať signál s rušením, potom je to s najväčšou pravdepodobnosťou kvôli nedostatku priamej viditeľnosti medzi parabolou a satelitom. Zvyčajne je to spôsobené rastom stromov. Stačí orezať konáre a kvalita signálu je obnovená. Okrem toho môže problém spočívať v zmene polohy prevodníka. Pri montáži antény je nastavená v správnom uhle vzhľadom na umiestnenie satelitu. Ak sa uhol mierne zmení, kvalita príjmu je skreslená. Zvyčajne sa pri silnom vetre môže zle upevnená parabola trochu pootočiť, doslova o niekoľko centimetrov. V tomto prípade je potrebné ho prekonfigurovať. To je dosť ťažké urobiť bez špeciálneho diagnostického zariadenia.

Antény(z latinského slova anténa - stožiar, yardarm) v vysielače slúžia na premenu rádiofrekvenčných elektrických kmitov na energiu elektromagnetického poľa (rádiové vlny), v prijímačov- premieňať energiu rádiových vĺn na vysokofrekvenčné prúdy.

Na vysielanie aj príjem je možné použiť akúkoľvek anténu a jej charakteristiky (frekvenčný rozsah, smerové vlastnosti atď.) sú zachované.

To do značnej miery vysvetľuje skutočnosť, že účel antény (prijímanie alebo vysielanie) zvyčajne neodráža jej symbol. Samotné umiestnenie symbolu antény na diagrame jednoznačne určuje jeho funkciu (pripomeňme, že vývoj diagramu sa spravidla vyskytuje zľava doprava).

Ryža. 1. Označenie symetrických antén na schémach.

Všeobecné označenie antény sa používa v prípadoch, keď je potrebné zobraziť asymetrickú anténu, to znamená anténu pripojenú k vysielaču alebo prijímaču jedným vodičom (ako druhý vodič slúži zem). Takéto antény sa používajú v rozsahu dlhých, stredných a krátkych vĺn. V oblasti ultrakrátkych vĺn, ako aj v oblasti krátkych vĺn sa používajú symetrické antény, to znamená antény s dvojvodičovým výstupom (alebo vstupom). Všeobecné označenie symetrickej antény sa líši od tých, ktoré sú označené prítomnosťou dvoch vodičov (obr. 1, a).

Účel a vlastnosti antény v najvšeobecnejšej forme znázorňujú smer šírenia prúdenia znakmi elektromagnetickej energie. Symboly prijímacej, vysielacej a prijímacej-vysielacej antény, postavené pomocou týchto znakov, sa používajú v mnohých schémach.

Norma ESKD poskytuje špeciálne znaky na označenie takých vlastností antén, ako je šírka a povaha pohybu (rotácia, výkyv) hlavného laloka vyžarovacieho diagramu, typ polarizácie, smerovosť v azimute a výške atď. použitie takýchto značiek na obr. 1 sú znázornené symboly otočnej antény (b) a antén s horizontálnou (c) a vertikálnou (d) polarizáciou.

Na zlepšenie účinnosti asymetrických vysielacích a prijímacích antén sa používa uzemnenie (v najjednoduchšom prípade ide o plech alebo potrubie zakopané do hĺbky pôdnej vody). Na obrázkoch je uzemnenie znázornené tromi krátkymi ťahmi vpísanými v pravom uhle (obr. 2, a). Niekedy sa namiesto uzemnenia používa protizávažie - veľké číslo drôty natiahnuté nad zemou v malej výške. Takéto zariadenie je označené dvoma rovnobežnými čiarami rôznych dĺžok, z ktorých väčšia symbolizuje zem (obr. 2, 6).

Ryža. 2. Označenie na schémach uzemnenia.

Uvažované symboly sú konštruované funkčnou metódou. Inými slovami, sú založené na všeobecnom symbole antény a charakteristiky sú vyjadrené pomocnými znakmi. V rádiotechnike sa takéto označenia používajú hlavne v štrukturálnych a funkčných schémach, t.j. v prvých fázach vývoja zariadenia, keď sa určujú charakteristiky antény a jej konkrétny typ ešte nebol vybraný.

AT obvodové schémyčastejšie používajú konvenčné grafické symboly, pripomínajúce extrémne zjednodušené výkresy konkrétnych typov antén. Takže najjednoduchšia anténa - asymetrický vibrátor (vertikálny drôt, kolík) je znázornená ako segment zvislej zosilnenej čiary (obr. 3). Takéto antény sa používajú v rozsahu dlhých, stredných, krátkych a ultrakrátkych vĺn.

Ryža. 3. Anténa - asymetrický vibrátor v prijímači.

Aby však takáto anténa dobre fungovala, jej dĺžka by mala byť približne štvrtina prevádzkovej vlnovej dĺžky. V rozsahoch krátkych a ultrakrátkych vĺn, ktorých dĺžka nepresahuje niekoľko desiatok metrov, je táto požiadavka splnená ľahko, no pri stredných a ešte viac pri dlhých vlnách je to oveľa ťažšie, keďže štvrtina vlnová dĺžka v týchto rozsahoch dosahuje stovky metrov.

Aby sa nestavali drahé výškové konštrukcie, na horný koniec zvislého drôtu (vibrátora) je pripevnený jeden alebo viac vodorovných drôtov, ktorých účinok sa zdá, že predlžujú vibrátor. Na obrázkoch sú antény v tvare L a T označené symbolmi, ktoré ich jasne vyjadrujú vlastnosti(obr. 4, a, b).

Ryža. 4. Označenie na schémach antén tvaru L a T.

U uvažovaných asymetrických vibrátorov slúži vertikálna časť ako vysielač (prijímač) rádiových vĺn. V rozsahoch krátkych a ultrakrátkych vĺn sa kvôli zvláštnostiam ich šírenia zvyčajne používajú antény, v ktorých pracujú horizontálne časti.

Najjednoduchšou anténou v ed pásmach je symetrický vibrátor, čo sú dva izolované horizontálne vodiče rovnakej dĺžky, medzi ktorými je pripojené dvojvodičové vedenie spájajúce anténu s prijímačom alebo vysielačom. Táto komunikačná linka sa nazýva feeder (z anglického feeder – feeder). Celková dĺžka vibrátora sa zvyčajne rovná približne polovici dĺžky pracovnej vlny. "

Symetrický vibrátor(jeho konvenčné grafické označenie je na obr. 5) má jasne vyjadrené smerové vlastnosti. Najlepšie zo všetkého je, že prijíma alebo vyžaruje v rovine kolmej na svoju os, najhoršie - v rovinách, ktoré ňou prechádzajú. Preto takéto. anténa (napríklad na príjem televízie) je umiestnená tak, aby jej horizontálne časti (ramená) boli kolmé na smer televízneho stredu.

Ryža. 5. Označenie antény "Symetrický vibrátor".

V praxi sa často vyžaduje, aby anténa bola schopná vysielať alebo prijímať rádiové vlny v dostatočne širokom frekvenčnom pásme. Dosiahnite toto; pomocou niekoľkých paralelných drôtov ako ramien vibrátora, spojených koncami.

Antény tohto dizajnu, známe ako Nadenenko dipól, našli široké uplatnenie v krátkovlnnej komunikácii. Na rovnaký účel (rozšírenie frekvenčného rozsahu) televízne antényčasto sú vyrobené z kusov hrubých rúrok alebo sa používajú zložité vibrátory, ako sú slučkové vibrátory.

Slučkový vibrátor pozostáva z dvoch polvlnných vibrátorov spojených koncami. Táto konštrukčná vlastnosť slučkového vibrátora sa odráža aj v jeho symbole (obr. 6).

Ryža. 6. Anténa - slučkový vibrátor.

Dôležitou podmienkou dobrého výkonu antény je prispôsobenie jeho vstupnej impedancie vlnovej impedancii podávača, keďže len v tomto prípade môže vyžarovať alebo prijímať najväčšiu silu. Ak chcete spojiť antény s podávačom, použite špeciálne zariadenia vo forme segmentov dvojvodičových vedení alebo použiť takzvané bočné napájanie vibrátorov.

Symetrický vibrátor s bočným pohonom je súvislý vodič s dĺžkou rovnajúcou sa aj polovici dĺžky vôle. Podávač je k nemu pripojený v dvoch bodoch umiestnených symetricky vzhľadom na jeho stred. Zmenou miest, kde je napájač pripojený k vibrátoru, je možné dosiahnuť zhodnosť vstupnej impedancie antény s vlnovou impedanciou napájača, teda prispôsobenie. Rovnakým spôsobom sú slučkové vibrátory bočného napájania koordinované s podávačom. Symbol polvlnového vibrátora s bočným výkonom je znázornený na obr. 7.

Ryža. 7. Symbol polvlnového vibrátora s bočným výkonom.

Pri použití koaxiálneho kábla ako napájača je potrebné vyváženie, t.j. vytvorenie podmienok, pri ktorých majú prúdy v miestach pripojenia k vibrátoru opačné fázy. V praxi je vyvažovacie zariadenie vyrobené vo forme kusu kábla s polovičnou vlnovou dĺžkou, ohnutého do tvaru písmena U.

Napájanie cez koaxiálny kábel s vyvažovacím zariadením tohto druhu znázorňuje symbol slučkového vibrátora znázorneného na obr. 8 (kábel je tu označený kružnicou s úsekom dotyčnice rovnobežnej s elektrickou komunikačnou linkou a zodpovedajúce zariadenie je označené oblúkom spájajúcim vodiče vibrátora).

Ryža. 8. Napájanie cez koaxiálny kábel s balunom.

Na komunikáciu na krátkych vlnách musia byť antény jednosmerné, to znamená, že musia vyžarovať a prijímať rádiové vlny len z jedného smeru. Typickým predstaviteľom takýchto antén je kosoštvorcová anténa, čo je kosoštvorec vyrobený z drôtu, ktorého strany majú približne štvornásobok vlnovej dĺžky. K jednému z ostrých rohov antény je pripojený dvojvodičový napájač a k druhému je pripojená absorbujúca záťaž, ktorej odpor sa rovná vlnovým impedanciám antény a napájača. V symbole kosoštvorcovej antény je symbol rezistora (absorpčné zaťaženie) znížený asi na polovicu oproti bežnému. Tým je označenie antény kompaktnejšie (obr. 9).

Ryža. 9. Kompaktnejšie označenie antény.

V metrových a decimetrových vlnových dĺžkach sa často používajú antény " vlnový kanál“, ktoré majú v porovnaní s jedným vibrátorom výrazne väčší smerový akčný koeficient. Takáto anténa okrem hlavného – aktívneho – vibrátora obsahuje niekoľko pasívnych. Jeden z nich, umiestnený za aktívnym, sa nazýva reflektor (z lat. reflectere - odrážať), zvyšok (umiestnený pred aktívnym) sa nazýva direktor (directio - smerovať). Dĺžka reflektora je o niečo väčšia a smerovače sú o niečo menšie ako dĺžka aktívneho vibrátora. V diagramoch je to znázornené rôznymi dĺžkami zodpovedajúcich symbolov v symbole antény „vlnový kanál“ (obr. 10).

Ryža. 10. Symbol antény "vlnový kanál".

Aby sa zlepšili smerové vlastnosti antén, používajú sa tiež kovové reflektory vo forme rohov ohnutých z plechu, paraboloidov atď. Symbol takéhoto reflektora reprodukuje (samozrejme zjednodušene) jeho profil v reze. Ako príklad na obr. 11 sú preukázané grafické symboly antény s žiaričom (prijímačom) vo forme symetrického vibrátora a rohového reflektora (a) a antény s krivočiarym reflektorom (b), ktorej vibrátor je napájaný cez koaxiálny kábel (vyvažovacie zariadenie nie je pre jednoduchosť zobrazené).

Ryža. 11. Označenia antén s žiaričom (prijímačom) v tvare symetrického vibrátora a rohovým reflektorom (a) a antény s krivočiarym reflektorom (b).

Na prenos elektromagnetickej energie v rozsahu centimetrových a milimetrových vĺn, vlnovody- kovové rúry, zvyčajne pravouhlé. Otvorený koniec vlnovodu vyžaruje elektromagnetické vlny. Na zlepšenie žiarenia je k nemu pripevnený pyramídový lievik, ktorý sa nazýva rohová anténa. Symbol posledne menovaného je znázornený na obr. 12. Tu roh pripomínajúci zásuvku odpojiteľného spojenia symbolizuje anténny roh, k nemu pripojený obdĺžnik na elektrickom komunikačnom vedení - obdĺžnikový vlnovod.

Ryža. 12. Anténa - pyramídový lievik.

Zlepšenie smerových vlastností v týchto vlnových rozsahoch je možné dosiahnuť aj použitím kovového reflektora umiestnením hornového žiariča do jeho otvoru (obr. 13). Takzvaný dielektrická anténa. Ide o pevnú alebo dutú tyč z kvalitného dielektrika (polystyrén, polyetylén), na ktorej základni je nasadený kovový pohár, ktorý funguje ako reflektor. Vo vzdialenosti štvrtiny vlnovej dĺžky od spodnej časti skla je v tele antény upevnený budiaci kolík.

Ryža. 13. Vysielač klaksónu.

Vďaka špeciálnemu tvaru tvoriacej čiary tyče z nej vychádzajú elektromagnetické vlny v rovnakých uhloch k osi, v dôsledku čoho vzniká smerované žiarenie. Konvenčné grafické označenie dielektrickej antény je úzky trojuholník tieňovaný šikmými čiarami s čiarou vedúcou z menšej základne (obr. 14).

Ryža. 14. Podmienené grafické označenie dielektrickej antény.

Takzvaný magnetické antény(nereagujú na elektrickú zložku elektromagnetických vĺn, ako všetky doteraz uvažované antény, ale na magnetickú). Najjednoduchšou anténou tohto typu je rám pozostávajúci z jedného alebo viacerých závitov drôtu. Bez ohľadu na tvar závitov je slučková anténa znázornená ako otvorený štvorec s olovenými vedeniami zo susedných strán (obr. 15).

Ryža. 15. Obrázok slučkovej antény.

Oveľa častejšie sa používajú magnetické antény s feritovým magnetickým obvodom. V schémach sú označené ako jedna alebo viac (podľa počtu vinutí) induktorov so spoločným magnetickým obvodom, ale na rozdiel od nich sú vždy umiestnené horizontálne (obr. 16, a).

Ryža. 16. Magnetická anténa.

Príslušnosť k anténnym zariadeniam je znázornená spoločným symbolom umiestneným nad stredom symbol magnetický obvod. Vinutia magnetickej antény sa zvyčajne používajú ako cievky vstupných oscilačných obvodov, preto sú označené kódom cievok - latinským písmenom L a možnosť nastavenia ich indukčnosti (pohybom pozdĺž magnetického obvodu) je znázornená s už známy znak regulácie ladenia (obr. 16.6).

Literatúra: V.V. Frolov, Jazyk rozhlasových okruhov, Moskva, 1998.

Každá anténa ako pasívne lineárne zariadenie môže fungovať:

V režime prenosu;

v režime príjmu.

V oboch režimoch sa anténa vyznačuje smerovými, polarizačnými vlastnosťami a vstupnou impedanciou.

Medzi hlavné charakteristiky a parametre, ktoré popisujú tieto vlastnosti, patria:

šírka pásma;

vstupná impedancia;

Vzor žiarenia (DN);

Koeficient riadenej akcie (KND);

zisk antény (KU);

Účinnosť (účinnosť) antény;

Šírka pásma

Frekvenčný rozsah, v rámci ktorého je amplitúdová frekvenčná odozva (AFC) antény dostatočne rovnomerná na zabezpečenie prenosu signálu bez výrazného skreslenia jej tvaru.

Toto je rozsah frekvencií, v ktorých anténa efektívne funguje, zvyčajne stredová (rezonančná) frekvenčná oblasť. Závisí od typu antény, jej geometrie.

Hlavnými parametrami, ktoré charakterizujú šírku pásma frekvencií, sú šírka pásma a nerovnomernosť frekvenčnej odozvy v rámci pásma.

Obr.5

Šírka pásma (obr. 5.) je zvyčajne definovaná ako rozdiel medzi hornou a dolnou hraničnou frekvenciou úseku frekvenčnej odozvy, v ktorom amplitúda kmitania od maxima klesá na dvojnásobok alebo výkon klesá 2-krát. Táto úroveň zodpovedá približne -3 dB. Šírka pásma je vyjadrená v jednotkách frekvencie (napr. hertz).

Nerovnomerná frekvenčná charakteristika charakterizuje mieru jej odchýlky od priamky rovnobežnej s frekvenčnou osou, vyjadrenú v decibeloch.

Vstupná impedancia antény.

Anténa je zdrojom signálu, ktorý je charakterizovaný elektromotorickou silou (EMF) a vnútorným odporom, ktorý sa nazýva vstupná impedancia antény.

Pre správne zladenie antény s napájačom a prijímačom (vysielačom) musí byť známa hodnota vstupnej impedancie antény: len za tejto podmienky vstupuje na vstup najväčší výkon. Pri správnom prispôsobení by sa vstupná impedancia antény mala rovnať vstupnej impedancii napájača, ktorá sa zase musí rovnať vstupnej impedancii prijímača (vysielača). Vstupná impedancia (impedancia) antény sa zriedka rovná impedancii napájacieho vedenia. Na párovanie sa používajú párovacie zariadenia.

Vstupná impedancia antény závisí aj od predmetov umiestnených v blízkosti antény a ovplyvňujúcich rozloženie poľa v priestore, čo je potrebné vziať do úvahy pri inštalácii antény.

Závislosť vstupnej impedancie antény od frekvencie je tzv frekvenčná odozva: čím menej sa vstupná impedancia antény mení so zmenou frekvencie, tým väčšia je jej šírka pásma.

Vyžarovací diagram prijímacej antény.

Ide o graf, ktorý charakterizuje závislosť EMF indukovaného v anténe elektromagnetickým poľom od jej orientácie v priestore.

Vzor antény dáva grafické znázornenie závislosť zisku antény alebo smerovosti antény od smeru antény v danej rovine. Vyžarovací diagram je vybudovaný v polárnom, sférickom (obr. 4) alebo v pravouhlých súradnicových systémoch v dvoch charakteristických rovinách (horizontálnej a vertikálnej).

Keď je anténa otočená jedným alebo druhým smerom z nulového smeru, hodnoty zodpovedajúce pomeru E/Emax sú vynesené do diagramu. Ak odmocníme príbuzného hodnoty EMF, zodpovedajúce rôznym smerom príchodu signálu, potom je možné zostrojiť vyžarovací diagram z hľadiska výkonu (obr. 7).

Obr.7.

dosah antény podávač rádiových vĺn

Hlavným parametrom vyžarovacieho diagramu je uhol otvorenia (šírka) hlavného laloka, v rámci ktorého výkon klesne na úroveň 0,5 maxima.

Lalok zodpovedajúci maximálnemu signálu alebo nulovému smeru sa nazýva hlavný alebo hlavný lalok, ostatné sú bočné alebo zadné (v závislosti od umiestnenia vo vzťahu k hlavnému laloku).

Šírka hlavného laloku sa používa na posúdenie smerových vlastností antény. Čím menšia je táto šírka, tým väčšia je smerovosť antény.

Tvar vyžarovacieho diagramu závisí od typu a konštrukcie antény. Napríklad vyžarovací diagram polvlnového vibrátora v horizontálnej rovine pripomína osmičku a vo vertikálnej rovine pripomína kruh.

V niektorých prípadoch je diagram zostavený v dvoch vzájomne kolmých rovinách E a H. Polárny diagram ukazuje smer, v ktorom je sústredená energia zodpovedajúcej zložky. Príklad polárneho vzoru v E-rovine je znázornený na obr. 8. Hodnota amplitúdy emitovaného poľa je vynesená pozdĺž polomeru, normalizovaná na hodnotu amplitúdy v hlavnom maxime.

Obr.8

Smernosť antény.

Toto číslo udáva, koľkokrát je výkon prijatý na vstupe prijímača pri príjme na smerovú anténu väčší ako výkon, ktorý možno získať pri príjme na všesmerovej anténe (pri rovnakej intenzite poľa).

Smerové vlastnosti antény sú charakterizované smerovým vzorom diskutovaným vyššie (obr. 5).

Zosilnenie antény

Pomer výkonu na vstupe referenčnej antény k výkonu dodávanému na vstupe uvažovanej antény za predpokladu, že obe antény vytvárajú v danom smere v rovnakej vzdialenosti rovnaké hodnoty intenzitu poľa alebo rovnakú hustotu výkonového toku.

Zisk antény ukazuje, koľkokrát je potrebné zvýšiť výkon na anténnom vstupe (výstupný výkon vysielača) pri výmene tejto antény za ideálnu nesmerovú anténu tak, aby hodnota hustoty výkonového toku elektromagnetického poľa vyžarovaného anténa v mieste pozorovania sa nemení. Predpokladá sa, že koeficient výkonu (COP) všesmerovej antény je rovný jednej.

Zisk antény je bezrozmerná veličina a môže byť vyjadrená v decibeloch (dB).

Účinnosť antény

Toto je parameter, ktorý charakterizuje stratu výkonu v anténe a je to pomer výkonu žiarenia k výkonu, ktorý je do antény dodávaný z vysielača.

Strata energie v anténe pozostáva zo strát v zemi, anténnych drôtoch, izolátoroch používaných na zavesenie anténneho pásu, v lanách podopierajúcich anténu. Hlavné straty energie sú straty v zemi.

Na základe princípu reverzibility antény sa účinnosť prijímacej antény odhaduje podľa účinnosti, ktorú bude mať, keď sa použije ako vysielacia.

Pretože výkon prijímaných rádiových vĺn je veľmi malý, účinnosť prijímacej antény môže byť nízka, ale nie menšia ako 10-15%.

Záver

Pri tvorbe tejto práce som študoval:

Určenie zariadení na napájanie antény;

Rozsah rádiových vĺn používaných v rádiotechnike;

Typy antén;

Základné parametre antén.

Bibliografia

G.A. Erokhin, O.V. Černov, N.D. Kozyrev, V.D. Kocherzhevsky "Zariadenia na napájanie antény a šírenie rádiových vĺn";

V.F. Vlasov "Kurz rádiového inžinierstva" - Moskva, 1962

4. kapitola – Antény – „okná“ do iných svetov

Z elektronickej verzie tlačeného vydania knihy A. Poisa: „Náš svet a my“, časť 1 - "Svet a my"(Séria publikácie: "Hľadanie pravdy", M. ICSTI - Medzinárodné centrum vedecké a technická informácia. OOO" Mobilná komunikácia“, 2004), zverejnené na webovej stránke www.pois.ru

Kapitola 4 – Antény – „okná“ do iných svetov.... 1

Účel a smerové vlastnosti antén .. 1

odlišné typy antény.. 6

Antény, ktoré sa nenazývajú antény. 24

Antény v kozmickom meradle.. 25

Kozmické nehomogénne dielektrické šošovky a gravitácia. 26

Egyptské pyramídy ako ožarovače šošovkovej antény s názvom "Zem". 30

Galaxie, medzihviezdne hmloviny, planetárne škrupiny a čierne diery ako antény.. 32

Antény zemskej mierky.. 36

Antény mikrosveta.. 44

Niektoré umelé formy ako antény.. 50

Spoločné parametre skutočné a poľné antény .. 55

Závery.. 57

Antény, ako viete, sú veľmi „úzky“ vedecký smer, ale používajú sa tak široko, že takmer každý človek používa jednu alebo druhú anténu vo svojom každodennom živote bez toho, aby spravidla premýšľal o princípoch ich fungovania alebo o ich vlastnostiach. Antény patria do oblasti vedy, bez ktorej nie je možné ďalšie poznanie sveta, keďže sú to zariadenia I/O energie, čo umožňuje výmenu informácií, a to aj prostredníctvom obrovských časopriestorových intervalov. Nachádzajú sa vždy na vonkajšom povrchu prostredia, ktorého „okienkami“ sú, a preto sa dajú ľahko odhaliť. Okrem toho všetky základné informácie o samotných anténach, ako aj o nás samých, sú „napísané na tvári“ a príslušní špecialisti ich môžu celkom ľahko prečítať. Teória antén, ktorá vychádza z teórie elektromagnetického poľa, je natoľko univerzálna, že sa dá využiť v rôznych oblastiach vedy. Nižšie sú uvedené základné informácie o anténach. A hoci sú jeho primárne zdroje -, - a - určené pre študentov vysokých škôl a úzkych odborníkov, je tu uvedený v najvšeobecnejšej forme a je prezentovaný, pokiaľ je to možné, populárnym spôsobom, preto ho môže chápať aj pomerne široký okruh čitateľov. Okrem antén vytvorených človekom sa táto kapitola zaoberá prirodzenými anténami a niektorými umelými štruktúrami, ktoré sa spravidla nepovažujú za antény, hoci v skutočnosti sú. Medzi anténami vytvorenými samotnou prírodou nájdete analógy všetkých antén vytvorených človekom.

Účel a smerové vlastnosti antén

Anténa- zariadenie určené na žiarenie (emisia, "rozprašovanie") a príjem (absorpcia, "zachytenie") elektromagnetické vlny. Podobné zariadenia sa však využívajú aj pri práci s elastické vlny, najmä zvukové vlny.

Anténa premieňa vibrácie na voľné vlny (alebo naopak) a vyžaruje (prijíma) tieto vlny v určitých smeroch (z určitých smerov) v súlade so svojím vyžarovacím vzorom. Vlny medzi anténou a generátorom (prijímačom) sa šíria pozdĺž napájacieho vedenia ( elektrické vedenie) vo forme spojených, "bežiacich" pozdĺž nej vĺn.

Vysielacou anténou sa konvertujú spojené vlny prichádzajúce z budiča kmitov - generátora zadarmo, ktoré sú následne emitované („rozprašované“) a šíria sa vo voľnom priestore. Prijímacia anténa funguje spätná akcia- zachytáva voľné vlny a premieňa ich na spriahnuté, ktoré sa potom prenášajú do prijímača, kde sa opäť menia na kmity.

Presne povedané, absolútne neexistujú žiadne voľné vlny, rovnako ako neexistuje absolútne voľný priestor. Preto, šíriace sa aj v údajne voľnom priestore, sú vlny spojené s médiom, aj keď v nepomerne menšom rozsahu ako s energetickým vodičom.

Ak je nejaká JEDNOTA skutočne časticová vlna, potom „lapače“ a „rozprašovače“ akýkoľvekčasticové vlny, a nielen elektromagnetické, možno nazvať aj anténami.

Anténa môže byť v zásade akákoľvek, nielen hmotná a viditeľná, ale aj poľná a neviditeľná, schopná "chytiť" - prijímať alebo "rozprašovať" - vyžarovať energiu jedného alebo druhého druhu. Ale dokáže len zachytiť energiu prázdna, "prázdny", forma majúca chyba tento typ energie. A "sprej" - len preplnené forma, ktorá má prebytok energie. Nevyplnená a preplnená forma je, ako sa už ukázalo, akousi energetickou „konkávnosťou“, respektíve „konvexnosťou“. V prvom je hustota energie určitého typu menšia ako v priestore, ktorý s ním komunikuje, a v druhom - viac.

Energetické vedenia používané v anténnej technike sú znázornené na obr. 4.1 (poz. 1).

Mnoho zariadení vytvorených prírodou a človekom má podobnú formu. A hoci sa väčšina z nich nenazýva energetickými kanálmi, v skutočnosti sa nimi môžu stať, ak sa v ich prostredí objaví druh energie, ktorú sú schopní usmerniť. V zásade môžu ako energetické vedenia slúžiť prírodné a umelé prvky, ktoré majú nielen podobný dizajn, ale aj mnohé iné formy.

Umelé konštrukcie, ktoré môžu slúžiť ako energetické vedenia, zahŕňajú mnoho stavebných prvkov vrátane rôznych rúr a valcovaných profilov. K prírodným – korytám riek; korene, kmene a konáre rastlín; jaskyne a mnohé ďalšie, vrátane vrstiev atmosféry rôznej hustoty, ktoré, ako viete, sú atmosférické vlnovody pre určitý rozsah vĺn (pozri obr. 4.1, poz.2).

akýkoľvek power guide vždy funguje ako anténa, hoci zisk takejto antény môže byť nekonečne malý. Toto je dôsledok skutočnosti, že absolútne uzavreté systémy nevytvoril ani človek, ani príroda a každý systém, aspoň trochu pootvorený pre energiu toho či onoho druhu, je už anténou. Dobrá anténa je otvorený napájací kábel, napr. oscilačný obvod. V uzavretom okruhu energia, meniaca sa s určitou frekvenciou v čase, osciluje v malom priestorovom intervale. Ak je však obvod „otvorený“, tieto oscilácie sa „natiahnu“ v priestore, vytvoria vlny a oscilačný obvod sa zmení na anténu.

Voľná ​​elektromagnetická vlna, ako už bolo spomenuté, ide o systém uzavretých okruhov (pozri obr. 2.1, poz. 2), vo vnútri ktorých cirkuluje elektriny je tok elektrónov. Elektrické obvody vytvárajú okolo seba uzavreté magnetické pole, pozostávajúce z mnohých magnetických „krúžkov“ umiestnených v rovine kolmej na rovinu elektrického obvodu. Magnetické "krúžky" zase vytvárajú elektrické atď. V dôsledku toho sa vytvára pohyblivé pole, ktoré sa skladá z "navlečených" na seba a nachádza sa vo vzájomne kolmých rovinách "krúžkov". Každý z týchto „prstencov“ možno považovať za uzavretý okruh, v ktorom stojaté vlny „bijú“, vytvárajú na jeho povrchu vydutiny a vydutiny. Tvorbu jednotlivých pre nás viditeľných „prstencov“, ktoré „dýchajú“, dokáže skúsený fajčiar prudko vydychovať dym. Podobné časticové vlny môžu byť tiež "vyrazené" z prístroja "Theta".

Prístroj Theta je drevená krabica, v ktorom je namiesto jednej steny natiahnutá hustá hmota (membrána), na protiľahlej stene je vyrezaný otvor. Prudkým úderom na membránu sa z otvoru vo forme vytlačí vzduch (mal by byť zafarbený, aby to bolo viditeľné). otočný krúžok.

Smerové vlastnosti antén- schopnosť koncentrovať (zosilňovať) časticové vlny v určitých smeroch vytváraním úzkych zväzkov (lúčov) alebo iných, niekedy veľmi zložitých foriem z nich, ako je známe, prejavujú sa vtedy, keď ich rozmery výrazne presahujú vlnovú dĺžku. Takmer každá anténa má však smerovosť, aspoň malú. Smerové vlastnosti podliehajú princíp reciprocity, z čoho vyplýva, že smerové vlastnosti antény počas prevádzky vo vysielacom a prijímacom režime sú rovnaké. Smerové vyžarovanie časticových vĺn umožňuje bez zvýšenia výkonu vysielača o desiatky, stovky, tisíce a dokonca milióny krát zvýšiť koncentráciu časticových vĺn v určitých smeroch a (alebo) bez zvýšenia citlivosti prijímača zosilniť signál zoslabený rovnakým počtom ráz prichádzajúci z rovnakých smerov. Smerové vlastnosti antény sú určené jej vyžarovacím diagramom.

Analógom, aj keď vzdialeným, smerových „antén“ môžu byť veľké podniky. Počas špičkových hodín „chytia“ alebo „vypúšťajú“ veľké množstvo ľudí, čím zvyšujú hustotu ľudských tokov v určitých smeroch. V tomto prípade sa uplatňuje aj zásada reciprocity - toky ľudí, keď ich podnik „zachytí“, aj keď ich „vypustí“, budú približne rovnaké, ale nasmerované opačným smerom.

Smerový vzor (DN) určuje charakter rozloženia výkonu elektromagnetického poľa vysielaného (prijímaného) anténou v priestore.

Z definície vyplýva, že vo všeobecnom prípade RP určuje rozloženie energie v priestore, smer jej pohybu, teda smerové vlastnosti. Je to druh distribučnej siete. Preto má DN akýkoľvek systém schopný usmerňovať (distribuovať) určité druhy energie, časticové vlny určitého rozsahu určitým spôsobom. akýkoľvek sieť elektrických vedení tiež je milý DN.

oceánske a vzdušné prúdy; obežné dráhy, kométy, planéty, hviezdy atď.; cesta do práce a späť; sieť všetkých druhov siločiar vrátane magnetických; a mnohé ďalšie siete sú akýmsi NAM. Pre autá je to sieť ciest a pre vlaky sieť železníc. Pre vodu - sieť nádrží a dutín v zemskej kôre, vrátane jaskýň a podzemných riek, vodovodná sieť atď. Pre lietadlá - letecké trasy. Pre elektrický prúd a plyn - elektrická a plynová sieť, resp. Za energiu, ktorá zabezpečuje životnú činnosť ľudí a zvierat, je to najmä nervový, obehový, lymfatický a tráviaci systém. Všetky tieto systémy (a nielen oni), ako vodná alebo plynová sieť alebo cestný systém, v určitých časopriestorových intervaloch možno naplniťčastice-vlny jedného alebo druhého druhu, ale môže alebo nemusí byť naplnená. DN definuje iba možnosť pohyb energie cez konkrétnu distribučnú sieť, a nie samotná energia a jej pohyb.

Vyžarovací diagram je, ako viete, jednou z hlavných charakteristík antény. Tvar DN a „dĺžka“ ( rozsah) jeho jednotlivých okvetných lístkov, predovšetkým, určený ako je známe, konfigurácia a hustota pracovná plocha antény, ako aj jej veľkosť vo vlnových dĺžkach („špecifický interakčný povrch“). Závisí aj od priestorovej orientácie vlny (polarizácie), od parametrov prostredia, od typu samotnej vlny a mnoho ďalších. Je známe nekonečné množstvo foriem RP, ktoré zodpovedajú určitým anténam, keď pracujú na určitých vlnových dĺžkach. Mnohé z nich sa dajú vypočítať s veľkou presnosťou, ale čo už neviditeľný pre nás RP, "naplnený" energiou, vrátane RP antén určených na príjem a vysielanie elektromagnetických vĺn, zostáva nie celkom jasný. Preto sa pokúsme na to prísť, berúc do úvahy predtým vyslovený predpoklad, že náboje, ktoré určujú distribúciu energie v priestore, sú energetické „vydutiny“ a „konkávnosti“.

Absolútne "prázdny" priestor, ako už bolo opakovane zaznamenané, sa v prírode nenašiel. Akýkoľvek priestor vrátane vákua s jednou alebo druhou hustotou je vyplnený relatívne stabilnými („kľudovými“) aj nestabilnými (pôsobiacimi, pohybujúcimi sa, meniacimi sa) časticami-vlnami, väčšina z ktorých nám zostáva neviditeľný. Preto každá forma vnesená do akéhokoľvek priestoru, ako každé telo spustené do vody, úplne určitým spôsobom skresľuje- redistribuuje častice a kvázi častice, ktoré ju vypĺňajú. Vo všeobecnosti prerozdeľuje energiu. V dôsledku toho sa vytvárajú nové energetické toky a nové formy energie – „vydutiny“ a „vydutiny“, ktoré sa okamžite naplnia energiou dostupnou v životné prostredie kým systém nedosiahne stav statickej alebo dynamickej rovnováhy. Ak v danom časopriestorovom intervale neexistuje druh energie, ktorá by bola schopná naplniť túto energetickú sieť, ale objaví sa v priebehu času, potom sa táto energia distribuuje v súlade s „prázdninami“, ktoré sú pre ňu vhodné a navzájom komunikujú, schopné absorbovať ho, t.j. podľa určitého vyžarovacieho vzoru. A nezáleží na tom, na ktorej strane táto energia "tečie" - zvnútra alebo zvonku. To isté platí pre antény. DN, „naplnená“ elektromagnetickými alebo akýmkoľvek iným poľným časticom-vlnami, je zasa tiež druhom formy energie - neviditeľná anténa. Taktiež ohýba priestor, prerozdeľuje jeho energiu (častice-vlny) a vytvára nové energetické „vydutiny“ a „konkávnosti“ – ďalšia distribučná sieť, DN ďalšieho rádu. Atď.

Hypotéza 4.1 : Vzor žiarenia je vo všeobecnosti určitá forma energie, ktorú telo vytvára zmenou zakrivenia priestoru, vytváraním energetických „vydutín“ a „konkáv“ prerozdeľovaním pokojových a (alebo) pohybujúcich sa skutočných a poľných častíc a kvázičastíc. rôzne tvary, veľkosti a konfigurácie. Formulár prázdna vzory žiarenia určené podľa miesta prenos časopriestorovej energie„dutiny“ (vyplnené usporiadaním tesnení), ktorých veľkosť je primeraná veľkosti určitých častíc – vĺn alebo viac, a energiečasopriestorová hustota povrchu (alebo objemu), ktorý ohraničuje tieto dutiny, neumožňuje týmto časticovým vlnám úplne voľne prechádzať.

Príklad viditeľné nás "konkávnosť", obmedzená povrchom nepriehľadným pre určité častice-vlny, môže slúžiť ako "miska" antény NTV, ako aj najbežnejší tanier alebo cedník. Aby sa anténa (a nielen anténa) s jedným alebo druhým RP zmenila z „mŕtvej“ na „živú“ (aktívnu), je potrebné do nej vdýchnuť „dušu“ - naplniť ju časticami-vlnami. A nie hocijaké, ale tie, s ktorými je schopná interagovať – zachytiť a vyžarovať, a to určitým spôsobom.

Obraz vyžarovacieho diagramu môže byť priestorový alebo plochý (v polárnom alebo pravouhlom súradnicovom systéme). Pri rovinnom obraze sa DN najčastejšie vyrábajú v najcharakteristickejšej rovine rezu alebo v dvoch hlavných vzájomne kolmých rovinách. Priestorový obraz je veľmi zložitý a časovo náročný, preto sa častejšie používa rovinný obraz.

Na obr. 4.2 je zobrazený priestorový a plošný (v polárnych a karteziánskych súradniciach) obraz ihličkovitého a vejárového obrazca (poz.1), ako aj niekoľko priestorových obrazcov rôznych tvarov (poz.2-4), ktoré sú podobné mnohým dobre- známe reálne formy, vrátane tvaru niektorých antén.

Na obr. 4.3 schematické znázornenie a rovinné DN niekoľkých typov antén -: vertikálny štvrťvlnový vibrátor umiestnený nad sitom (poz.1); tenký uhlový vibrátor (polvlnný a vlnový) s rôznym uhlom medzi ramenami (poz. 2); tri valcové špirálové antény (poz. 3) s rôznymi veľkosťami vo vlnových dĺžkach; symetrický vibrátor s rôznymi veľkosťami vo vlnových dĺžkach a rôznymi hrúbkami (poz. 4); bikónická anténa s rôznou veľkosťou vo vlnových dĺžkach (poz. 5); hrubý uhlový vibrátor s rôznou veľkosťou vlnových dĺžok (poz. 6); dielektrická tyčová anténa (poz.7); drôtová kosoštvorcová anténa (poz. 8); anténa pozostávajúca z vertikálneho vibrátora a troch radiálnych drôtov (poz. 9), anténa štyroch radiálnych vibrátorov umiestnených na povrchu valca (poz. 10); a tiež (spodné) RP rôznych antén, ktorých tvar je najtypickejší. Zodpovedajúce priestorové MD sú spravidla telom rotácie rovinného MD okolo osi symetrie.

Smerové vlastnosti mnohých antén sú vysoko závislé od prítomnosti alebo neprítomnosti štítu. Ak je napríklad horizontálny alebo vertikálny vibrátor umiestnený v určitej vzdialenosti od vodivého sita, potom je to ekvivalentné vzhľadu iného (virtuálneho) vibrátora, ktorý je len zrkadlový odraz po prvé, veľmi reálnym spôsobom ovplyvňuje rozloženie poľa. Výsledkom je, že vzor je získaný, ako keby to bol systém pozostávajúci z dvoch skutočných vibrátorov. Reflexná clona, ​​najmä pri dlhých a stredných vlnových dĺžkach, býva často brúsená, pri krátkych a ultrakrátkych vlnových dĺžkach sa najčastejšie vyrábajú kovové clony, ktoré môžu byť pevné alebo sieťované. Niekedy sú vyrobené a žiarivé. Najčastejšie sa obrazovky používajú na vytvorenie jednosmerného žiarenia. Smerové vlastnosti tiež veľmi závisia od veľkosti obrazovky. Napríklad na obr. 4.3 (poz. 1) je znázornené DN štvrťvlnného vertikálneho vibrátora v prítomnosti nekonečného sita je súvislé teleso lievikovitého tvaru (bodkovaná čiara). Na konečnej obrazovke sa toto telo skladá z niekoľkých vrstiev (okvetných lístkov) a svojím tvarom pripomína šálku kvetu s viacerými okvetnými lístkami.

Ak si v duchu predstavíte priestorové formy daných rovinných RP, potom sa mnohé z nich ukážu ako podobné určitým viditeľným objektom sveta okolo nás a RP s viacerými okvetnými lístkami najčastejšie vyzerajú ako kvety. Rozmanitosť kvetinových foriem je každému známa a rozmanitosť foriem DN je vo všeobecnosti nevyčísliteľná. Avšak aj medzi malým počtom RP znázornených na obr. 4.2 a 4.3, možno nájsť DN veľmi Zavrieť vo forme, hoci patria konštruktívne odlišné antény.

Základný rozdiel medzi anténami z mnohých iných zariadení, ako už bolo spomenuté, je, že antény sú zariadenia na vstup a výstup energie, teda akési okná. Preto sa spravidla nachádzajú na hranici prostredí („svetov“) a sú otvorené na prezeranie. Navyše dokonca jeden externé Typ antény skúsený špecialista môže často určiť mnohé z jej parametrov, vrátane tých hlavných - možného prevádzkového rozsahu a smerových vlastností.

Ak je nejaká UNITY skutočne transceiver pre časticové vlny rôznych typov a rozsahov, potom je to aj anténa, najčastejšie nekonečná sada antén. Preto sú to práve antény, ktoré nám pomôžu najrýchlejšie určiť hlavné parametre každej UNITY. Na to je však potrebné z nekonečnej rozmanitosti antén vybrať tie, ktoré nás v každom konkrétnom prípade zaujímajú, pretože každá anténa aspoň trochu OTVORENÉ systém. Ale odvtedy absolútne uzavreté systémy v skutočnom svete človek neobjavil a nevytvoril, potom všetky antény EXISTUJÚ.

Rôzne typy antén

Moderné anténne zariadenia rozdelené do nasledujúcich hlavných typov: drôt, štrbinový, povrchný vlny, akustické typ (klaksón), špirála, log-periodický a optické typ (zrkadlo a šošovka). Okrem toho sa zvyčajne rozlišuje samostatná skupina elementárnežiariče (dipóly), ktoré môžu byť aj „elementárnymi“ konštrukčnými prvkami zložitejších antén.

Elementárne žiariče- ide o elementárny elektrický vibrátor (malý rovný kus vodiča), elementárny magnetický vibrátor (rám) a ich štrbinové náprotivky, ako aj Huygensov žiarič.

Elementárne drôtové a štrbinové (priamočiare a kruhové) žiariče a DN, ktorý má rovnaký tvar pre drôtové vibrátory a ich zodpovedajúce štrbinové "braty", sú znázornené na obr. 4.4 (poz. 1 a 2). Je tu znázornený aj teoretický RP imaginárneho Huygensovho prvku (poz.3), ako aj RP (poz.4, vľavo) jeho blízkeho reálneho analógu - kardioidnej antény (poz.4, vpravo), pozostávajúcej z priamočiary prvok a kruhový rám.

Základný vibrátor- toto je veľmi krátka v porovnaní s vlnovou dĺžkou drôt obtekaný striedavým (kmitavým) elektrickým prúdom, ktorého amplitúdu a fázu môžeme po celej dĺžke považovať za rovnaké. Takýto vibrátor sa nazýva elektrický a jeho praktickým modelom je Hertzov dipól.

elementárny rámec, ktorý je ekvivalentom magnetického vibrátora, je cievka drôtu jedného alebo druhého tvaru (zvyčajne okrúhla alebo štvorcová), cez ktorú preteká striedavý (oscilačný) prúd, a jeho dĺžka oveľa menšia ako vlnová dĺžka.

Elektrické a magnetické vibrátory sú vodiče, ktorými prúdi striedavý prúd. Ich vyžarovacie vzory majú rovnaký tvar - toto je toroid, ale v prvom prípade sa os toroidu zhoduje s osou elektrického vibrátora av druhom prípade s osou rámu kolmou na jeho rovinu.

Základná štrbinová anténa- anténa, ktorej práca je spojená s vysielaním a prijímaním elektromagnetických vĺn diera, prerezaný v nekonečnej obrazovke alebo v stene rezonátora.

Princíp duality, čo veľmi dobre demonštrujú elementárne dipólové a štrbinové antény, vyjadrené v identite vzoru antén rovnakého tvaru. Nezáleží na tom, či je anténa vodivé "telo" alebo "otvor" rovnakého tvaru, vyrezaný v nekonečnej rovine, cez ktorú vstupujú častice-vlny. V prvom prípade sa časticové vlny odtrhnú od elektrického toku prúdiaceho cez vodič a v druhom prípade „špliechajú“ cez štrbinu z priestoru vyplneného podobnými tokmi - rezonátorom. Dôležitá je prítomnosť toku (prúdu), ako aj veľkosť a tvar povrchu, ktorý s ním interaguje, z ktorého sa častice-vlny môžu „odtrhnúť“ alebo cez ktorý sa môžu častice-vlny „pretlačiť“.

Huygens Spring- ide o imaginárny primárny žiarič reflektorových antén, ktorého skutočným analógom môže byť kombinácia elektrického a magnetického žiariča, „elementárny kus“ povrchu, ktorého určitý počet pri výpočte RP niekedy nahrádza povrch reflektorových antén. Huygensov zdroj je vo svojich smerových vlastnostiach kombináciou vlastností elektrických a magnetických dipólov. Jeho vypočítaný RP má tvar kardioidy rotácie (pozri obr. 4.4, poz. 3). Kardioidná anténa, pozostávajúca z vibrátora a rámu (pozri obr. 4.4, poz. 4, vpravo), má približne rovnaký tvar DN (pozri obr. 4.4, poz. 4, vľavo), ako má virtuálny zdroj Huygens. A obe majú tvar srdca.

Drôtové a štrbinové antény a ich anténne systémy- sú to rovnaké drôtené vibrátory a štrbiny, ale väčšie (vo vlnových dĺžkach) ako elementárne vibrátory a anténne systémy sú viacprvkové štruktúry rôznych tvarov, zložené z "elementárnych" (alebo zložitejších) rovnakých žiaričov. Anténne systémy sú zvyčajne tvorené niekoľkými (alebo mnohými) dipólovými, štrbinovými alebo inými anténami usporiadanými určitým spôsobom. Hlavným znakom každého systému je usporiadané (opakujúce sa) plošné alebo priestorové usporiadanie homogénnych prvkov alebo identických kombinácií rôznych prvkov (to je vlastné aj molekule DNA), ktoré spolu tvoria jednu alebo druhú formu. Anténne systémy pozostávajúce z aktívny prvky (energia je dodávaná každému mu z nich) spravidla zvyšujú zisk antény v porovnaní s jedným prvkom o toľkokrát, koľkokrát zodpovedá ich počtu.

Drôtové antény najčastejšie sa vyrábajú z drôtov, rúrok, pások, ktorých prierez môže byť konštantný alebo premenlivý. V najjednoduchšom prípade je drôtová anténa, podobne ako elementárny elektrický vibrátor, vyrobená z priameho drôtu, ku ktorému je pripojené elektrické vedenie. Vibrátor s jedným "rameno" (vodič energie je pripojený k jednému z jeho koncov) sa nazýva asymetrický a má dve rovnaké "ramená" (vodič energie je pripojený k stredu) - symetrický.

Na obr. 4.5 zobrazený rôzne druhy asymetrické vertikálne vibrátory.

Na obr. 4.6 - stožiarové a drôtové antény. Líšia sa od seba prevádzkovou vlnovou dĺžkou a absolútne veľkosti, ako aj s tým spojené niekedy odlišné prevedenie dizajnu.

Na obr. 4.7 ukazuje niektoré (veľa z nich vytvoril človek) symetrické vibrátory, vrátane ohýbaného, ​​ktorý je možné ohýbať z uhlového vibrátora (znázornené bodkovanou čiarou).

Na obr. 4.8 znázorňuje ploché jednovrstvové a viacvrstvové anténne systémy, vyrobené z drôtených vibrátorov (poz.1), pyramídovej antény z drôtov (poz.2) a antén vyrobených z dosiek (poz.3).

Do bytu drôtové antény súčasťou sú aj mnohé slučkové antény (aktívne a pasívne). Niektoré z nich, , , sú znázornené na obr. 4.9.

Prirodzené a umelé analógy dokonca aj vyššie uvedených antén sú také početné, že každý môže nezávisle nájsť veľa podobných foriem medzi umelými a prírodnými objektmi sveta okolo nás, najmä preto, že majú absolútne presnú štrukturálnu podobnosť, aby mali parametre, ktoré približne sa zhodujú s parametrami jednej alebo druhej typické antény nie sú potrebné.

štrbinové antény- sú to štrbiny rôznych veľkostí a konfigurácií vyrezané v stene rezonátora, ktorý má ten či onen tvar.

Na obr. 4.10 ukazuje niektoré konfigurácie štrbín vyrezaných na pravouhlom a okrúhlom vlnovode (poz.1), rezonátorových obrazoviek (poz.2), ako aj štrbinových antén vyrobených na základe pravouhlého (poz.3) a okrúhleho (poz.4 ) vlnovodu a možné tvary a umiestnenie štrbín na stenách pravouhlého vlnovodu (poz. 5). V strede (poz. 6) je zobrazený jeden z prvých umelých satelitov vybavený anténami rôznych typov, väčšinou štrbinovými, ktoré skutočne pripomínajú okná otvorené do iného sveta, v tomto prípade do vesmíru.

Vibračné a štrbinové anténne systémy, , sú systémy niekoľkých (alebo mnohých) rovnakých a usporiadaných vibrátorov alebo štrbín, ktoré môžu byť umiestnené na telesách veľmi rôznych tvarov.

Na obr. 4.11 ukazuje niektoré z najbežnejšie používaných dipólových a štrbinových anténnych systémov v lietadlách. Medzi nimi sú systémy, ktoré vyzerajú ako ježko, kaktus, okná budov a oveľa viac.

Analógy drôtových a štrbinových antén, ako aj mnohé iné, môžu poslúžiť akékoľvek nehomogenity zodpovedajúcej formy, tvorené rozhraním dvoch médií, ktorých vodivé (prenosové) vlastnosti sa pre daný druh energie výrazne líšia.

Môže to byť hrádza, ohraničená vodou, po ktorej sa môžu autá pohybovať a voda je pre ne zakázanou zónou. Ale ak sa priehrada nahradí kanálom, voda s pevným povrchom a autá s gondolami, všetko sa zmení. Voda „prejde“ gondoly, ale tvrdý povrch nie.

Vo všeobecnosti sú analógmi určitých špecifických drôtových a štrbinových „vibrátorov“ tí predstavitelia neživej a živej prírody, vrátane človeka samotného, ​​ktorých všeobecné obrysy (alebo ich jednotlivé časti) sú určité momenty aspoň čas slabým spôsobom pripomínajúce vyššie uvedené (a tu neuvedené) formy vibrátorov a štrbín. Malé detaily, ktorých veľkosť je oveľa menšia ako pracovná vlnová dĺžka, nemajú osobitný význam a tvar sa môže veľmi líšiť od daných tvarov bez veľkého poškodenia ich práce.

Analógy asymetrickej vertikály Vibrátory môžu byť stromy, zvieracie rohy, steblá trávy a oveľa, oveľa viac, vrátane rôznych dizajnov vytvorených človekom na úplne iné účely. Vertikálne „vibrátory“ sú napríklad veže, kostoly, výškové budovy. Všetky spolu s vysokými stromami sú schopné zachytiť blesky, ktorých vlnová dĺžka, ako viete, je niekoľko desiatok metrov, t.j. úmerná ich veľkosti.

Analóg symetrických vibrátorov sú listy (a ihličie), ako aj vetvičky mnohých rastlín, vrátane stromov, usporiadané symetricky. Je známe, že sú schopné absorbovať a uchovávať energiu, ako aj spracovávať a emitovať vo forme inej energie, napríklad absorbovať oxid uhličitý a po jeho spracovaní emitovať kyslík.

Analógová štrbinová anténa poslúžiť môže akákoľvek priekopa, vyjazdená koľaj alebo priehlbina, ktorú je možné naplniť akoukoľvek látkou, ktorej veľkosť jednotlivých častíc je primeraná jej veľkosti alebo oveľa menšia. Zahŕňajú aj všetky „medzery“ medzi prírodnými objektmi a umelými štruktúrami, primeranej veľkosti a tvaru. Prevádzkové „štrbinové antény“ na úrovni pre nás sú pramene, gejzíry, fontány, postrekovače atď.

Analógy "rámcových" žiaričov sú akékoľvek konštrukcie zodpovedajúcej konfigurácie. Slučkové antény môžu byť šperky vo forme reťazí, prsteňov, náramkov, náušníc. Patria sem vzory a čiary vhodnej konfigurácie.

"Maľované" antény(a nielen antény) sú široko používané, ako viete, v tlačených spojoch.

Antény uvedené vyššie prírodou aj človekom dokáže vyrobiť väčšina rôzne cesty, napríklad vo forme vybraní, nakreslených ceruzkou (mimochodom, grafit vedie elektrinu) alebo vytvorených kovovým povlakom.

Ľudské(ako aj jeho jednotlivých častí a orgánov) je vlastníkom mnohých antén. Osoba stojaca v pozore môže slúžiť ako analóg vertikálneho vibrátora, rozpaží ruky do strán, zmení sa na symetrický horizontálny „vibrátor“ a pritiahnutím a roztiahnutím rúk a nôh mení (reguluje) DN jeho „rohové vibračné antény“ tvorili ruky a nohy. Niektorým (z nespočetného množstva) „ľudských“ antén sa budeme podrobnejšie venovať v druhej časti.

Takmer všetky predmety a predmety nášho sveta môžu fungovať ako samostatné vibračné a slučkové antény a ich štrbinové „bratia“. Všetci sú schopní koncentrovať okolo seba alebo v sebe určitý typ poľa (ak má kde byť) v súlade s vlastným RP. A všetko, čo spadá do zóny pôsobenia tohto RP, bude v poli so zvýšenou koncentráciou tohto typu energie. Ak hustota vnútornej energie systému pripojeného k anténe prekročí hustotu rovnakej energie v okolitom priestore, začne ju vyžarovať so zvýšenou koncentráciou v tých smeroch, ktoré sa zhodujú s „okvetnými lístkami“ jej RP. .

dobrý príklad Ako už bolo spomenuté, "antény" pracujúce na prenos môžu slúžiť na obsluhu zavlažovacích zariadení. Niektoré z nich sú schopné striekať vodu v kruhu, iné v určitom sektore a ďalšie sú akýmsi lokátorom, otáčajú sa. V prípade potreby je možné vytvoriť v určitom smere vysoko nasmerovaný DN - „lúč“, nasmerovaním tenkého, ale silného prúdu vody tam.

Analógy anténne systémy - sú to kryštály, snehové vločky, polyatomické molekuly, multimolekulové zlúčeniny organických látok atď. Zahŕňajú tiež veľa z toho, čo je vytvorené ľudskou rukou, ale nie je považované za anténne systémy. Sú to vetrolamy a okná budov, ak sú usporiadané usporiadane, a ulice, ktoré majú rovnaké a usporiadané domy. Na niektorých z týchto ulíc, ako viete, vietor môže neustále „kráčať“, pre ktoré sú energetickými kanálmi. Vetvy stromov, najmä ihličnanov, môžu slúžiť ako prirodzené analógy viacprvkových systémov, ich ihly, ako už bolo spomenuté, sú typickými „drôtenými“ vibrátormi. Ale o stromoch bude podrobnejšia diskusia neskôr.

Antény s povrchovými vlnami- ide o vodiace systémy (obr. 4.12), pozdĺž ktorých sa šíria povrchové elektromagnetické vlny. Vodidlá (poz. 1-7) môžu byť kovové povrchy potiahnuté dielektrickou vrstvou, rebrované kovové konštrukcie, povrchy pozostávajúce z vrstiev s rôznymi elektrickými vlastnosťami, dielektrické a kovové tyče a mnohé ďalšie. Žiarenie rovinných antén povrchových vĺn (poz. 1 a 2, vpravo) smeruje približne rovnobežne s povrchom a prútových antén (poz. 2, vľavo a poz. 6) - hlavne pozdĺž ich osi. Preto sa nazývajú antény s povrchovými vlnami a antény s axiálnym žiarením.

Vo všeobecnosti sú antény s povrchovými vlnami povrchom homogénnych (identických) nehomogenít, pozdĺž ktoré elektromagnetický vietor „fúka“. Antény s povrchovými vlnami možno prirovnať k ceste pokrytej „viskóznou“ vrchnou vrstvou. Vlny častíc v tejto „viskózne“ vrstve sa akoby „zamotali“ a nemôžu „odletieť“ nahor, ale môžu sa po nej pohybovať.

Na obr. 4.12 (poz.1, 2, 5) ukazuje spôsoby budenia elektromagnetického "vetra" v niektorých typoch povrchových antén, s použitím primárneho žiariča toho či onoho druhu. Z dielektrických kolíkov s okrúhlym, štvorcovým alebo obdĺžnikovým sitom je možné vyrobiť viacprvkovú mriežku (poz. 6, vpravo dole).

Analógy povrchových antén vlny (planárne) sú mozgová kôra, piesočné duny v púšťach, vrstvy zemskej kôry s rôznymi parametrami, lesy, stratusové oblaky a oveľa viac. Tyč - v skutočnosti čokoľvek, čo má podobnú konfiguráciu, vrátane mierne roztiahnutých štyroch prstov dlane (štvornásobné dielektrické kolíky sú im veľmi podobné, pozri obr. 4.12, poz. 6), ako aj chrbtica ľudí a zvierat ( je to podobné ako tyč vyrobená z jednotlivých podložiek). Ale o "ľudských" anténach bude podrobnejšia diskusia v druhej časti.

Antény akustický typ- klaksón, , , , , , - sú znázornené na obr. 4.13.

Smerové vlastnosti rohových antén určuje najmä veľkosť otvorenie- šírka "okna" a uhol Riešenie náustok.

Uhol otvorenia je uhol, ktorý zvierajú jej protiľahlé steny alebo generátory, a otvorenie- rovina kolmá na os rohu a prechádzajúca jeho okrajmi.

Pri malých uhloch otvorenia klaksónu je šírka RP určená hlavne jeho veľkosťou otvoru vo vlnových dĺžkach a pri veľkých uhloch uhlom otvorenia. Uhol otvorenia nesúvisí s vlnovou dĺžkou, a preto smerové vlastnosti takéhoto zvukovodu zostávajú prakticky nezmenené vo veľmi širokom rozsahu vlnových dĺžok. Všetky širokouhlé antény sú spravidla aj širokouhlé, keďže ich fázový stred(focus) na rôznych vlnových dĺžkach sa nachádza približne na rovnakom mieste.

Hlavné typy antén.

Prirodzene, najprv rozdeľte antény na vysielacie a prijímacie - hlavné elektrické charakteristiky každej antény v prevádzkových režimoch pre príjem a vysielanie sú rovnaké.

Všetky antény možno pohodlne rozdeliť do dvoch veľkých skupín:

Lineárne antény;

apertúrne antény.

Okrem toho sa široko používajú zložitejšie anténne systémy - anténne polia, ktorých prvkami sú buď lineárne alebo apertúrne žiariče.

Lineárna anténa je tenký kovový drôt, v ktorom je vybudený striedavý elektrický prúd, ako aj úzka štrbina v kovovej clone, medzi ktorej okrajmi je privedené striedavé elektrické napätie. Podľa vety o ekvivalencii je elektrické pole v medzere vo svojom účinku na vonkajší priestor ekvivalentné niektorým striedavým magnetickým prúdom tečúcim pozdĺž medzery. Lineárne antény sú teda akékoľvek vyžarujúce systémy malých (v porovnaní s dĺžkou) priečnych rozmerov a so striedavými prúdmi tečúcimi pozdĺž osi systému. Pre lineárne antény je veľkosť prierezu oveľa menšia ako vlnová dĺžka.

Charakteristickým znakom lineárnych antén je, že rozloženie prúdu pozdĺž ich osi málo závisí od konfigurácie drôtu. Preto lineárne antény zahŕňajú nielen priame antény, ale aj zakrivené, ohnuté a stočené drôty a štrbiny, ak sú ich priečne rozmery oveľa menšie ako pozdĺžne a menšie ako vlnová dĺžka: symetrické a asymetrické vibrátory a antény, rámové antény, drôtové antény. putujúca vlna (vrátane špirály), tenká štrbinová ant. stojaté a putujúce vlny.

Apertúrne antény - môžu definovať nejakú obmedzenú pomyselnú plochu, cez ktorú prechádza celý tok vyžarovanej (prijatej) elektromagnetickej energie - clonu alebo apertúru, často reprezentovanú ako rovinu. Rozmery otvoru sú zvyčajne oveľa väčšie ako vlnová dĺžka. Príklady: pyramídová rohová anténa, reflexná parabolická anténa, šošovkové antény, otvorené vyžarujúce konce vlnovodov.

Anténne pole - anténa pozostávajúca z niekoľkých žiaričov rovnakého typu, umiestnených v priestore určitým spôsobom a budená jedným generátorom alebo niekoľkými koherentnými generátormi. Tu je možné získať ako požadované priestorové rozloženie vyžarovanej energie, tak aj potrebnú kontrolu nad týmto rozdelením. Typické anténne pole je VHF riadiaca anténa - lineárne pole polvlnových symetrických vibrátorov.

1. Anteny Rozhlasové stanice Viysk

   Návod >> Komunikácia a komunikácia

   ... іlіv jasné znalosti úradov antény a tvorivé víťazstvo svojich možností. Hlavné i vlastnosti antény 1. Napätie v priemysle... koeficienty pevnosti antény typ frekvencie. Hlavné oblasť preťaženia antény daný typu- robot je pozemská chvála ...

2. Anténa zariadení a distribučného prostredia

   Prednáška >> Komunikácia a komunikácia

   A G(f0) je maximálna CA antény pri interferenčných frekvenciách a základné frekvencia. F je hodnota normalizovaných ... viac ako jedna typu vlny. Líšia sa od vĺn hlavné typuštruktúra... súčet všetkých uvedených polí. Typ antény KU, dB Frekvenčná polarizácia Kav...

3. Hlavné antény

   Abstrakt >> Komunikácia a komunikácia

   Rozvoj teórie a technológie antény. Hlavné oblasti použitia rádioelektroniky - komunikácie ... nie pre každého typy antény a výpočty boli vykonané s veľkým ... uvedeným vo vývoji anténa príspevok základné Pozornosť. AT anténa technika nad princip...