Ulazna impedansa antene

Ulazna impedansa antene(ili ulazna impedansa antene) - glavna karakteristika predajne i prijemne antene, koja se definiše kao omjer visokofrekventnog napona i struje napajanja

Ulazna impedancija antene je definisana kao zbir otpornosti antene na zračenje i otpora na gubitke.

Otpornost na gubitke se, zauzvrat, sastoji od omskih gubitaka u elementima i žicama antene, gubitaka izolacije (zbog curenja), otpora gubitka u zemlji i toplinskih gubitaka u okolnim objektima koji leže u blizini antene.

Za povećanje efikasnosti antene potrebno je nastojati uskladiti ulaznu impedanciju antene sa karakterističnom impedancijom linije, odnosno osigurati njihovu jednakost, kao i smanjiti gubitke u anteni.

vidi takođe

Književnost

• Antena//Fizički enciklopedijski rječnik/Pogl. ed. A. M. Prokhorov - M.: Sov. enciklopedija, 1983. - 928 str., str. 24-28
• Drabkin A. L., Zuzenko V. L., Kislov A. L. Antenski-feeder uređaji. 2. izdanje, prerađeno, dodatno. i obrađeno M.: “Sov. radio", 1974, str. 536, str. 11
• Rothamel, Karl Antennas, 11. izdanje, revidirano i prošireno od strane inženjera Aloisa Krischkea, 2005, P.

Linkovi

Wikimedia fondacija. 2010.

Pogledajte šta je "ulazna impedansa antene" u drugim rječnicima:

Mreža sa dva terminala i njeno ekvivalentno kolo Unutrašnji otpor impedancije mreže sa dva terminala u ekvivalentnom kolu sa dva terminala koji se sastoji od serije ... Wikipedia

Antena radio teleskopa RT 7.5 MSTU. Bauman. Ruska Federacija, Moskovska oblast, Dmitrovski okrug. Prečnik ogledala 7,5 metara, radna talasna dužina: 1-4 mm Antena je uređaj za emitovanje i prijem radio talasa (vrsta elektromagnetnih... ... Wikipedia

U gravitaciji, Maxwellove gravitacijske jednadžbe čine sistem od četiri parcijalne diferencijalne jednadžbe koje opisuju svojstva gravitacijskih polja sličnih električnim i magnetskim, kao i njihove izvore gustine naboja... ... Wikipedia

Struktura koja se koristi za odašiljanje ili primanje radio talasa (tj. elektromagnetnog zračenja sa talasnim dužinama u rasponu od ANTENA20,000 m do ANTENA1 mm). Primeri upotrebe antena uključuju radio i televizijsko emitovanje, daljinsko... ... Collier's Encyclopedia

električni- 3,45 električni [elektronički, programabilni elektronski]; E/E/PE (električni/elektronski/programabilni elektronski; E/E/PE) zasnovan na električnoj i/ili elektronskoj i/ili programabilnoj elektronskoj tehnologiji. Izvor… Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

- (transformatorski vodovi, serijski kablovski transformatori, transformatori impedanse) sekcije koaksijalnih vodova sa karakterističnim svojstvima, namenjene za usklađivanje otpora u mikrotalasnoj koaksijalnoj putanji. Koaksijalni... ... Wikipedia

Koaksijalni transformatori (transformatorski vodovi, serijski kablovski transformatori, transformatori impedanse) preseci koaksijalnih vodova sa karakterističnim svojstvima, namenjeni za usklađivanje otpora u mikrotalasnoj pećnici... ... Wikipedia

Antena- uređaj koji pretvara oscilacije električne struje u talas elektromagnetnog polja (radio talas) i obrnuto.

Antene su reverzibilni uređaji, odnosno, kao što antena radi za prijenos, radit će i za prijem; ako radi efikasno za prijem, dobro će raditi i za prijenos.

Feeder- kabl koji povezuje radio stanicu sa antenom.
Kablovi dolaze u različitim impedancijama i dizajnu.
Budući da je u civilnim radio stanicama izlazna/ulazna impedansa 50 Ohma, a izlaz je neuravnotežen, za nas su kao fider prikladni koaksijalni kablovi sa karakterističnom impedansom od 50 Ohma, na primjer: RK 50-3-18 ili RG 8 ili RG 58.
Nema potrebe brkati valnu impedanciju i omsku impedanciju. Ako mjerite otpor kabela testerom, tester će pokazati 1 ohm, iako valna impedancija ovog kabela može biti 75 oma.
Karakteristična impedancija koaksijalnog kabla zavisi od odnosa prečnika unutrašnjeg i spoljašnjeg provodnika (kabl sa karakterističnom impedancijom od 50 Ohma ima deblju centralnu jezgru od kabla od 75 Ohma istog spoljašnjeg prečnika).

SWR- koeficijent stojećeg talasa, odnosno odnos snage koja ide duž kabla do antene i snage koja se vraća duž kabla, reflektujući se od antene zbog činjenice da njen otpor nije jednak otporu kabla .
Da, visokofrekventni napon ne putuje kroz žice kao jednosmjerna struja; može se reflektirati od opterećenja ako opterećenje ili kabel imaju pogrešnu karakterističnu impedanciju.
SWR pokazuje kvalitet prijenosa energije od radio stanice do antene i nazad; što je niži SWR, to je bolja podudarnost između radio stanice i fidera i antene. SWR ne može biti manji od 1.
SWR ne ukazuje na efikasnost antene i na kojoj frekvenciji radi efikasnije. Na primjer, SWR će biti 1 ako je otpornik od 50 Ohma spojen na kraj kabla, ali niko vas neće čuti na otporniku i nećete čuti nikoga na njemu.

Kako radi antena?

Naizmjenična struja, kao što je poznato, mijenja svoj polaritet određenom frekvencijom. Ako govorimo o 27 MHz, onda 27 miliona puta u sekundi njegov polaritet (+/-) mijenja mjesto. Shodno tome, 27 miliona puta u sekundi, elektroni u kablu se kreću s lijeva na desno, zatim s desna na lijevo. S obzirom na to da elektroni trče brzinom svjetlosti od 300 miliona metara u sekundi, onda za frekvenciju od 27 megaherca uspijevaju da pretrče samo 11 metara (300/27) prije nego se promijeni polaritet struje, a zatim se vrate nazad.
Talasna dužina je udaljenost koju elektroni putuju prije nego što ih povuče promjenjivi polaritet izvora.
Ako spojimo komad žice na izlaz radio stanice, čiji drugi kraj jednostavno visi u zraku, tada će elektroni trčati u njemu, elektroni koji trče stvaraju magnetsko polje oko provodnika, a na njegovom kraju elektrostatički potencijal, koji će se mijenjati sa frekvencijom na kojoj radi radio stanica, odnosno žica će stvoriti radio val.
Minimalna udaljenost koju elektroni moraju prijeći da bi efektivno pretvorili naizmjeničnu struju u radio talas, a radio talase u struju je 1/2 talasne dužine.
Pošto svaki izvor struje (napona) ima dva terminala, minimalna efektivna antena se sastoji od dva komada žice dužine 1/4 talasne dužine (1/2 podeljeno sa 2), sa jednim komadom žice spojenim na jedan terminal izvora (izlazni radio). stanica), drugi ulaz na drugi izlaz.
Jedan od provodnika naziva se zračenjem i povezan je sa centralnom jezgrom kabla, drugi je „protuteg“ i povezan je sa kablovskom pletenicom.
* Ako postavite 2 komada žice dužine 1/4 valne dužine jedan iznad drugog, otpor takve antene će biti otprilike 75 Ohma, osim toga, ona će biti simetrična, odnosno povezivati ​​je direktno sa koaksijalnim ( nije simetričan) kabl nije dobra ideja.

Čekaj, kako onda rade skraćene antene (npr. 2 metra na 27 MHz) i antene koje se sastoje samo od igle na autu?
Za iglu na automobilu, igla je prvi komad žice („emiter“), a tijelo automobila je druga žica („protuteg“).
Kod skraćenih antena dio žice je uvijen u zavojnicu, odnosno za elektrone je dužina pina jednaka 1/4 valne dužine (2 metra 75 cm na 27 MHz), a za vlasnika igle samo je 2 metra, ostalo je u zavojnici, koja je skrivena od vremenskih prilika na dnu antene.

Šta se dešava ako povežete veoma kratke ili veoma dugačke žice na radio stanicu kao antenu?
Kao što je već spomenuto, valna impedancija izlaza/ulaza radio stanice je 50 oma, shodno tome, antena, koja je za nju opterećenje, također mora imati otpor od 50 oma.
Žice kraće ili duže od 1/4 valne dužine će imati drugačiju karakterističnu impedanciju. Ako su žice kraće, tada će elektroni imati vremena da stignu do kraja žice i htjet će trčati dalje prije nego što se povuku, prema tome će se zakopati na kraj žice, shvatit će da je došlo do prekida tamo, odnosno postoji veliki, beskonačan otpor i otpor cijele antene će biti veći, što je veći to je žica kraća. Predugačka žica također neće raditi ispravno, njen otpor će također biti veći nego što je potrebno.
Nemoguće je učiniti električki kratku antenu efikasnom; ona će uvijek izgubiti 1/4 električne dužine; električno duga antena zahtijeva usklađivanje otpora.
* Razlika između “električno kratkog” i “fizičkog kratkog” je u tome što žicu dovoljne dužine možete uvrnuti u zavojnicu, ali fizički zavojnica neće biti tako duga. Takva antena će biti prilično efikasna, ali na malom broju kanala iu svakom slučaju će izgubiti na pin dužine 1/4 talasne dužine.
Također je važno shvatiti da dosta toga ovisi i o kutu pod kojim su provodnici antene, emiter i protuteg smješteni jedan prema drugome - o njegovoj usmjerenosti (smjeru njenog zračenja) i njegovoj valnoj impedanciji.

Postoji i takav fenomen kao što je koeficijent skraćivanja antene, ovaj fenomen je zbog činjenice da su provodnici debeli, a kraj provodnika ima kapacitet za okolni prostor. Što je antenski provodnik deblji i što je veća frekvencija na kojoj antena mora raditi, to je skraćivanje veće. Takođe, što je deblji provodnik od kojeg je antena napravljena, to je ona više širokopojasna (što više kanala pokriva).

Usmjerene antene i polarizacija zračenja

Antene su:
+ Sa horizontalnom polarizacijom - provodnici antene se nalaze horizontalno;
+ Sa vertikalnom polarizacijom - provodnici su raspoređeni okomito.
Ako pokušate da primite signale koje emituje antena sa horizontalnom polarizacijom na antenu sa vertikalnom polarizacijom, doći će do gubitka od 2 puta (3 dB) u poređenju sa prijemom na anteni iste polarizacije kao i ona koja emituje.

Pored toga, antene mogu biti:
+ Usmjereno - kada emitiranje i prijem valova ide u jednom ili više smjerova.
+ Neusmjereno (sa kružnim uzorkom zračenja) - kada se radio valovi emituju i primaju ravnomjerno iz svih pravaca.

Primjer: okomita igla ima kružni uzorak zračenja u horizontalnoj ravni, odnosno podjednako emituje i prima radio valove iz izvora oko sebe.

Šta je pojačanje antene?

Ako govorimo konkretno o pojačanju antene, a ne o pojačalu spojenom na antenu i za koje su potrebne žice za napajanje, onda je pojačanje antene njegova sposobnost da koncentrira radio valove u određenoj ravnini ili smjeru, do mjesta gdje se nalaze dopisnici željeni za komunikaciju.
Na primjer, dvije okomito locirane igle od 1/4 valne dužine (vertikalni dipol) zrače ravnomjerno u krugu, ali to je ako gledate odozgo, a ako sa strane, ispada da se dio energije zrači u tlo, a dio u svemir. Dipolno pojačanje je 0 dBd. Za nas nema korisnih signala u zemlji, odnosno u svemiru, promjenom konfiguracije dipola (produženjem jednog njegovog dijela na 5/8 valne dužine) moguće je osigurati da se zračenje koncentriše u horizontu, a malo zračenja će se emitovati u svemir i u zemlju, pojačanje takve antene će biti približno 6 dBd.

Ako ste zainteresovani da naučite do detalja kako rade antene i fideri, i vidite kompletne formule, pročitajte knjigu: K. Rothhammel Antennas.

Prisjetimo se glavne stvari:

Talasna dužina = 300 / frekvencija komunikacijskog kanala

Minimalna efektivna dužina antene = talasna dužina / 2

Što su provodnici od kojih je antena napravljena deblji, faktor skraćivanja daje veći doprinos njenoj dužini.

SWR označava kvalitet prenosa energije od radija do antene, ali ne ukazuje na efikasnost antene.

Sada za primjere:
300 / 27,175 = 11 metara 3 centimetra talasne dužine.
Cijela antena za efikasan rad mora imati dužinu od 5 metara 51 centimetar, odnosno štap će imati dužinu od 2 metra 76 centimetara.
Uzimajući u obzir K_skraćivanje, za iglu napravljenu od cijevi prečnika 20 mm, dužina igle će biti približno 2 metra 65 centimetara.

Koje se antene obično koriste na civilnom opsegu?

Antena 1/4 GP ("gepeška" ili "četvorostruka")

Pin na urezanoj ili magnetnoj bazi, unutar koje je ugrađen produžni namotaj, koji dodaje do 1/4 njegove električne dužine. Protivteg je karoserija automobila, koja je povezana ili direktno (za ugrađene antene) ili preko kondenzatora kondenzatora formiranog od baze magneta i površine karoserije.

Na visokofrekventnim opsezima, kao što su LPD i PMR, obično se koriste praznine ili 5/8, čak iu automobilu i u nosivoj verziji; u osnovnoj verziji koriste se kolinearne antene (antenski sistemi od nekoliko 1/2 ili 5 /8 antena električno i mehanički međusobno povezanih, što omogućava postizanje K_pojačanja antene od 10 dbi ili više, odnosno sabijanje zračenja u tanku horizontalnu palačinku).

Pitanja dizajna, proizvodnje i upotrebe antena za duge (LW), srednje (MV) i kratke (HF) talasne opsege sadrže znatno manje problema od antena za VHF opseg, posebno televizijskih. Činjenica je da u rasponima DV, SV, KB predajnici u pravilu imaju veliku snagu, širenje radio valova u tim opsezima povezano je s velikim vrijednostima difrakcije i refrakcije u atmosferi, a prijemni uređaji su veoma osetljiva.

Prilikom odašiljanja i prijema signala u VHF opsegu, a posebno televizijskog signala, osiguravanje potrebnih vrijednosti ovih parametara uzrokuje niz poteškoća, a to su: postizanje snage televizijskih predajnika, poput onih emisionih, do sada je bilo dokazano nemoguće; fenomeni difrakcije i refrakcije u VHF opsegu su beznačajni; Osjetljivost televizijskog prijemnika ograničena je nivoom vlastite buke i, zbog potrebe za prijemom širokopojasnog signala, iznosi približno 5 μV. Stoga, da biste dobili sliku visokog nivoa na TV ekranu, nivo ulaznog signala mora biti najmanje 100 μV. Međutim, zbog male snage predajnika i lošijih uslova za širenje radio talasa, jačina elektromagnetnog polja na prijemnoj tački je mala. Ovo dovodi do jednog od glavnih zahtjeva za televizijsku antenu: za datu jačinu polja na prijemnoj tački, antena mora osigurati neophodan napon signala za normalan rad televizijskog prijemnika.

Prijemna antena je jedna žica ili sistem žica dizajniran za pretvaranje energije elektromagnetnih valova u energiju visokofrekventnih struja. Parametri antena pri radu za prijem i prenos su identični, stoga je moguće primijeniti princip reciprociteta antenskih uređaja, čime je moguće odrediti neke karakteristike i parametre antena u načinu prijenosa, a druge u prijemnom. način rada.

Radio talasi koji udaraju u okolne objekte indukuju u njima električne struje visoke frekvencije. Potonji stvaraju elektromagnetno polje, a elektromagnetski talas se reflektuje. Antena prima i direktne i reflektovane radio talase, što dovodi do izobličenja slike na TV ekranu.

Eksperimentalne studije su pokazale da kada se koristi vertikalna polarizacija, značajno više reflektovanih talasa stiže na mesto prijema nego kada se koristi horizontalna polarizacija. To se objašnjava činjenicom da u okolnom prostoru, posebno u gradovima, postoje mnoge vertikalne, jako reflektirajuće prepreke (zgrade, stupovi, cijevi, magneti). Prilikom odabira vrste polarizacije uzimaju se u obzir i svojstva antena. Konstruktivno, horizontalne antene su jednostavnije od vertikalnih. Gotovo svi imaju usmjerenost u horizontalnoj ravni, što slabi prijem interferencije i reflektiranih valova zbog prostorne selektivnosti.

Prijemne televizijske antene moraju ispunjavati sljedeće osnovne zahtjeve:

Imati jednostavan i lak za korištenje dizajn;

Visoka prostorna selektivnost;

Prolazi široki frekvencijski pojas;

Osigurajte visok omjer nivoa signala i nivoa smetnji tokom prijema;

Imaju slabu zavisnost ulazne impedanse i pojačanja od frekvencije.

Ulazna impedansa antene

Antena je izvor signala koji karakterizira elektromotorna sila (EMF) i unutrašnji otpor, koji se naziva ulazna impedancija antene. Ulazna impedancija je određena omjerom smjera na terminalima antene i struje na ulazu fidera. Vrijednost ulazne impedanse antene mora biti poznata kako bi se antena ispravno uskladila sa kablom i televizorom: samo pod ovim uslovom najveća snaga teče na TV ulaz. Kada se pravilno uskladi, ulazna impedancija antene treba da bude jednaka ulaznoj impedanciji kabla, koja bi zauzvrat trebala biti jednaka ulaznoj impedanciji TV-a.

Ulazna impedansa antene ima aktivne i reaktivne komponente. Ulazna impedansa rezonantno podešene antene je čisto aktivna. Ovisi o vrsti antene i njenim dizajnerskim karakteristikama. Na primjer, ulazna impedansa linearnog polutalasnog vibratora je 75 oma, a vibratora petlje je oko 300 oma.

Usklađivanje antene sa dovodnim kablom

Usklađivanje antene sa kablom karakteriše koeficijent putujućeg talasa (TWC). U nedostatku savršenog poklapanja između antene i kabla, upadni talas (ulazni napon) se reflektuje, na primer, sa kraja kabla ili druge tačke gde se njegovo svojstvo naglo menja. U ovom slučaju, upadni i reflektirani valovi se šire duž kabela u suprotnim smjerovima. U onim tačkama gde se faze oba talasa poklapaju, ukupan napon je maksimalan (antičvor), a u tačkama gde su faze suprotne, minimalan (čvor).

Koeficijent putujućeg talasa je određen relacijom:

U idealnom slučaju, KBV = 1 (kada se pojavi režim putujućeg talasa, tj. na TV ulaz se prenosi signal najveće moguće snage, pošto u kablu nema reflektovanih talasa). Ovo je moguće usklađivanjem ulaznih impedancija antene, kabla i TV-a. U najgorem slučaju (kada U min =0) KBV=0 (nastaje režim stojećeg talasa, odnosno amplitude upadnog i reflektovanog talasa su jednake, a energija se ne prenosi duž kabla).

Odnos stojećih talasa je određen relacijom:

Usmjerenost i pojačanje antene

Prijemna omnidirekciona antena prima signale iz svih pravaca. Usmjerena prijemna antena ima prostornu selektivnost. Ovo je važno, jer sa niskim nivoom smjera polja na prijemnoj lokaciji, takva antena povećava nivo primljenog signala i slabi vanjske smetnje koje dolaze iz drugih pravaca.

Usmjereno pojačanje prijemne antene je broj koji pokazuje koliko je puta snaga primljena na TV ulazu kada je primljena usmjerenom antenom veća od snage koju može primiti omnidirekciona antena (pri istoj jačini polja) .

Svojstva usmjerenosti antene karakterizira njen dijagram zračenja. Šema zračenja prijemne antene je grafički prikaz zavisnosti napona signala na TV ulazu od ugla rotacije antene u odgovarajućoj ravni. Ovaj dijagram karakterizira ovisnost EMF inducirane u anteni elektromagnetnim poljem o smjeru dolaska signala. Konstruiše se u polarnom ili pravougaonom koordinatnom sistemu. On pirinač. 12 Prikazani su dijagrami zračenja antene tipa „talasnog kanala“.

Rice. 1. Shema zračenja antene u polarnom koordinatnom sistemu

Obrasci zračenja antene su najčešće višestruki. Lob koji odgovara smjeru dolaska vala u kojem se indukuje maksimalni EMF u anteni naziva se glavni režanj. U većini slučajeva, dijagram zračenja također ima obrnuti (zadnji) i bočni režnjevi. Radi pogodnosti međusobnog poređenja različitih antena, njihovi uzorci zračenja su normalizirani, odnosno iscrtani su u relativnim količinama, uzimajući najveći EMF kao jedan (ili sto posto).

Glavni parametri dijagrama zračenja su širina (ugao otvaranja) glavnog režnja u horizontalnoj i vertikalnoj ravnini. Širina glavnog režnja se koristi za procjenu usmjerenosti antene. Što je ova širina manja, to je veća usmjerenost.

Rice. 2. Shema zračenja antene u pravokutnom koordinatnom sistemu

Nivo bočnih i stražnjih režnjeva karakterizira otpornost antene na buku. Određuje se korištenjem koeficijenta zaštitnog djelovanja (PCA) antene, koji se podrazumijeva kao omjer snage dodijeljene antenom na usklađeno opterećenje pri prijemu iz stražnjeg ili bočnog smjera, prema snazi ​​pri istom opterećenju kada primanje iz glavnog pravca.

Često se zaštitni koeficijent izražava u logaritamskim jedinicama - decibelima:

Svojstva usmjerenosti antene također karakterizira usmjereni koeficijent (DC) - broj koji pokazuje koliko je puta snaga signala primljenog na TV ulazu kada ga prima data usmjerena antena veća od snage koja bi se mogla primiti kada koju prima omnidirekciona ili usmerena referentna antena. Kao referentna antena najčešće se koristi polutalasni vibrator (dipol), čiji je koeficijent usmjerenja u odnosu na hipotetičku omnidirekcionu antenu 1,64 (ili 2,15 dB). Povećanje efikasnosti karakteriše maksimalni mogući dobitak u snazi ​​koji antena može pružiti zbog svojih usmjerenih svojstava, pod pretpostavkom da u njoj nema nikakvih gubitaka. U stvarnosti, svaka antena ima gubitke i dobitak snage koji ona daje uvijek je manji od maksimalnog mogućeg. Stvarni dobitak snage antene u odnosu na hipotetički izotropni emiter ili polutalasni vibrator karakterizira pojačanje snage K r, što se odnosi na omjer efikasnosti:

Gdje η - koeficijent performansi (efikasnosti) antena.

Efikasnost antene karakterizira gubitke snage u anteni i predstavlja omjer snage zračenja prema zbroju snaga i gubitaka zračenja, odnosno prema ukupnoj snazi ​​koja se anteni dovodi od predajnika:

Gdje P u- snaga zračenja, Pn- gubitke snage.

Bandwidth antene

Širina pojasa prijemne televizijske antene je frekventni spektar unutar kojeg se održavaju sve osnovne vrijednosti njenih električnih karakteristika. Frekvencijski odziv podešene antene sličan je rezonantnoj krivulji oscilirajućeg kruga. Dakle, po analogiji sa propusnim opsegom kola, može se odrediti i propusni opseg antene.

Na rezonantnoj (fiksnoj) frekvenciji, antena ima određenu vrijednost ulazne impedanse, koja je u skladu sa impedansom opterećenja. Ova frekvencija se obično uzima kao prosječna frekvencija televizijskog kanala na kojoj je reaktancija antene nula. Na frekvencijama ispod rezonantnih je kapacitivne prirode, a na frekvencijama iznad rezonantnih je induktivne.

Dakle, promjena frekvencije dovodi i do promjene aktivne komponente i do pojave reaktivne komponente ulaznog otpora. Kao rezultat toga, snaga koja se dovodi do opterećenja je smanjena.

Ovo je posebno uočljivo na ekstremnim frekvencijama, koje su najdalje od rezonantne frekvencije. Dozvoljeno je smanjiti snagu za najviše dva puta. Na osnovu ove propusnosti 2Af Frekvencijski spektar u blizini rezonantne frekvencije smatra se da je unutar kojeg će se snaga koja se dovodi do opterećenja smanjiti za najviše polovicu.

Da bi se osigurao dobar kvalitet prijema, antena mora proći cijeli spektar frekvencija televizijskog signala, koji za jedan kanal iznosi 8 MHz. Kvalitet slike je i dalje prilično dobar ako antena prođe frekvencijski opseg od najmanje 6 MHz. Dalje sužavanje frekvencijskog pojasa dovodi do pogoršanja kvaliteta slike i gubitka jasnoće. Najefikasniji način proširenja propusnog opsega je smanjenje ekvivalentne karakteristične impedanse vibratora povećanjem njegovih poprečnih dimenzija. Na taj način se povećava linearni kapacitet, a smanjuje linearna induktivnost vibratora. Između ostalog, propusni opseg antene je ograničen propusnim opsegom redukcionog fidera.

Izmjeriti parametre antene? Uopšte nije teško!

Pravilno određeni parametri antene u sistemu radio prijema su osnova za mogućnost uspješnog prijema daljinskih radio stanica. Ali radio-amater možda neće uvijek imati pri ruci potrebne alate za takva mjerenja. U ovom članku autor predlaže korištenje jednostavne metode koja daje sasvim prihvatljive rezultate.

Okačivši vanjsku žičanu antenu, ljubitelj radio prijema na dugim i srednjim valovima (LW i MW) često se pita: koji su njeni parametri? Postoje dva glavna parametra - otpornost na gubitke sistema za uzemljenje antene rp i sopstveni kapacitet antene u odnosu na isto SA uzemljenje. Od ovih parametara zavisi efikasnost antenskog sistema, a samim tim i mogućnost prijema udaljenih stanica, napajanje prijemnog uređaja „slobodnom energijom“ signala primljenih iz vazduha, podešavanje antenskog sistema na različite frekvencije itd.

Antenska mjerenja su “terra incognita” za većinu radio amatera, a ne samo za početnike. Sve poznate metode zahtijevaju snažan visokofrekventni generator i mjerni most - opremu koja se rijetko nalazi među radio-amaterima. Često se ova dva uređaja kombinuju kako bi formirali fider ili antenski ommetar (kako ih zovu), koji se koriste, na primjer, pri podešavanju i podešavanju antena odašiljačkih radio centara. Snažan VF generator je potreban jer antena, otvorena za sve vjetrove, ima visok napon raznih smetnji, uključujući signale drugih radio stanica koje ometaju mjerenja.

U predloženoj metodi mjerenja generator uopće nije potreban. Parametre antene ćemo mjeriti pomoću signala iz zraka, jer ih tamo ima dosta. Trebam li napraviti poseban uređaj ili stalak za mjerenja? Ovo nije obavezno. S obzirom da se antene ne mijenjaju svaki dan, neće biti teško sastaviti jednostavne mjerne krugove direktno na radnoj površini ili na prozorskoj dasci, čak i bez korištenja matičnih ploča.

Mjerenje otpornosti na gubitke. Trebat će vam feritna šipka od magnetne antene s par zavojnica, po mogućnosti DV i MV opsega, varijabilni otpornik otpora od 0,47...1 kOhm (obavezno bez žice), bilo koji germanij niske snage visoke frekvencije dioda i DC voltmetar sa visokim unutrašnjim ulaznim otporom (najmanje 0,5...1 MOhm). Za identifikaciju primljenih radio stanica na uho, korisno je imati telefone visoke impedancije.

Sastavljamo uređaj prema dijagramu na sl. 1 i, pomicanjem šipke u zavojnici magnetske antene, podešavamo se na frekvenciju signala moćne lokalne radio stanice.

Rice. 1

U tom slučaju, varijabilni otpornik R1 mora biti postavljen na poziciju nulte otpornosti (pomaknite klizač u gornji položaj prema dijagramu). Trenutak finog podešavanja kola u rezonanciju sa frekvencijom radio stanice će biti obilježen maksimalnim odstupanjem igle mjerača i najvećom jačinom zvuka u telefonima. Telefoni povezani serijski sa voltmetrom praktično nemaju uticaja na njegova očitavanja, a pritom jačina zvuka nije previsoka. Da bi se povećao tokom identifikacije radio stanice, voltmetar se može kratko spojiti, prebaciti na donju granicu mjerenja, gdje je njegov otpor manji, ili se može paralelno povezati kondenzator kapaciteta oko 0,05...0,1 µF na voltmetar kako bi se audio frekvencije prenijele na telefone (kada je takav kondenzator, zvuk može biti donekle izobličen zbog nejednakosti u opterećenju detektora na audio frekvencijama i na jednosmjernoj struji).

Nakon što ste zabilježili očitanja voltmetra (U1) i bez promjene postavki kola, pomaknite klizač promjenjivog otpornika R1 dok se očitanja voltmetra ne prepolove (U2). U ovom slučaju, otpor otpornika će biti jednak otporu gubitka antenskog sistema na datoj frekvenciji. Ista mjerenja se mogu izvesti na drugim frekvencijama.

Otpor otpornika mjeri se ommetrom, odvajajući ga od mjernog kruga. Ako nemate ohmmetar, morate opremiti otpornik ručkom s nišanom i skalom, koju možete kalibrirati u omima pomoću standardnog uređaja.

Koristeći gornju metodu, moguće je odabrati, na primjer, najbolju opciju uzemljenja. U urbanim uslovima moguće su sljedeće opcije: vodovodne cijevi, cijevi za grijanje, okovi za balkonske ograde itd., kao i razne njihove kombinacije. Trebali biste se fokusirati na maksimalni primljeni signal i minimalnu otpornost na gubitke. U seoskoj kući, pored "klasičnog" uzemljenja, preporučuje se isprobati bunar ili vodovodne cijevi, ogradu od metalne mreže, krov od pocinčanog lima ili bilo koji drugi masivni metalni predmet, čak i ako nema kontakta s prava zemlja.

Mjerenje kapaciteta antene. Umjesto promjenljivog otpornika, sada ćete morati uključiti KPI (bilo kojeg tipa) s maksimalnim kapacitetom od 180...510 pF. Također je preporučljivo imati mjerač kapacitivnosti sa granicom mjerenja od desetina do stotina pikofarada. Autor je koristio Master-S digitalni mjerač kapacitivnosti, ljubazno ustupljen od strane njegovog dizajnera.

Ako nema mjerača kapacitivnosti, trebate učiniti isto kao s otpornikom - opremiti KPI skalom i kalibrirati ga u pikofaradima. To se može učiniti bez instrumenata, jer je kapacitet proporcionalan površini umetnutog dijela ploča. Nacrtajte oblik ploče rotora na milimetarskom papiru (što je veća, to će tačnija biti gradacija), podijelite crtež na sektore svakih 10 ugaonih stepeni i prebrojite površinu svakog sektora i cijele S0 ploče u ćelijama . Na sl. 2 prvi sektor sa površinom S1 je zasjenjen. Na odgovarajuću prvu oznaku na skali morate staviti kapacitivnost C1 = CmaxS1/S0, itd.

Rice. 2

Ako ploče rotora imaju polukružni oblik (kondenzator direktnog kondenzatora), skala se ispostavlja linearnom i tada nema potrebe za crtanjem i izračunavanjem površina. Na primjer, KPI sa čvrstim dielektrikom iz seta za dječju kreativnost ima maksimalni kapacitet od 180 pF. Dovoljno je podijeliti skalu na 18 sektora po 10 stepeni, a oko podjela staviti 10, 20 pF itd. Čak i ako je tačnost niska, to je dovoljno za naše potrebe.

Nakon što smo kalibrirali KPI, sastavljamo instalaciju prema dijagramu na Sl. 3.

Rice. 3

Povezivanjem antene na utičnicu XS1 i isključivanjem KPI prekidačem SA1, podešavamo kolo formirano od kapacitivnosti antene i zavojnice L1 na frekvenciju radio stanice. Ne dodirujući više zavojnicu, prebacujemo antenu na utičnicu XS2 i spajamo kondenzator C2 (naš KPI) u kolo sa prekidačem SA1. Ponovo se podešavamo na istu frekvenciju, ovaj put koristeći C2. Njegov kapacitet Sk određujemo pomoću skale ili pomoću mjerača kapacitivnosti spojenog na utičnice XS3, XS4 (u tu svrhu prebacivanje SA1 u položaj prikazan na dijagramu). Ostaje pronaći kapacitet SA antene koristeći formulu

CA = C2(1 + sqrt(1 +4C1/C2))/2.

Smisao naših manipulacija je sljedeći: kada smo spojili antenu preko spojnog kondenzatora C1, ukupni kapacitet kola je postao manji, a da bismo ga obnovili, morali smo dodati kapacitivnost C2. Vi sami možete izvesti gornju formulu na osnovu jednakosti kapacitivnosti antene CA (u prvom slučaju) i kapacitivnosti kompleksnog kola C2 + CAC1/(CA + C1) u drugom slučaju. Da bi se povećala tačnost mjerenja, preporučljivo je odabrati manji kapacitet kondenzatora sprege, u rasponu od 15...50 pF. Ako je kapacitet spojnog kondenzatora mnogo manji od kapacitivnosti antene, formula za proračun je pojednostavljena:

CA = C2 + C1.

Eksperiment i njegova rasprava. Autor je izmjerio parametre antene ovog tipa koja je dostupna na dachi: žica PEL 0,7 dužine 15 m, koja je bila razvučena do sljemena krova i dalje od kuće do susjednog drveta. Najboljim "uzemljenjem" (protutegom) pokazao se stup za grijanje vode izoliran od tla s malom mrežom cijevi i lokalnim radijatorima za grijanje. Sva mjerenja su obavljena u CB opsegu korištenjem standardne CB magnetne antene iz tranzistorskog prijemnika. Ako nije bilo dovoljno induktivnosti za podešavanje na niskofrekventnom kraju opsega, druga feritna šipka je postavljena pored magnetne antene, paralelno sa prvom.

Rezultati mjerenja su sažeti u tabeli. Treba im mali komentar. Prije svega, upadljivo je da su na različitim frekvencijama i otpor gubitka i kapacitet antene različiti. To uopće nisu greške mjerenja. Razmotrimo prvo frekvencijsku ovisnost kapacitivnosti. Da žica antene ne bi imala i neku induktivnost LA, vrijednosti kapacitivnosti bi bile iste. Induktivnost žice je povezana serijski sa kapacitivnošću antene, kao što se može videti iz ekvivalentne šeme kola antene prikazane na Sl. 4.

Rice. 4

Učinak induktivnosti je jači na visokim frekvencijama, gdje se induktivna reaktanca povećava i djelomično kompenzira kapacitivnu reaktanciju. Kao rezultat toga, ukupna reaktancija antene se smanjuje, a izmjereni kapacitet postaje veći. Antena ima prirodnu frekvenciju f0 - rezonantnu frekvenciju LACA kola, pri kojoj reaktancija ide na nulu, a izmjerena vrijednost kapacitivnosti teži beskonačnosti. Prirodna talasna dužina Lambda0 antene koja odgovara ovoj frekvenciji je približno jednaka četiri puta dužini antenske žice i obično spada u VF opseg.

Prirodna frekvencija se može izračunati iz mjerenja kapacitivnosti na dvije proizvoljne frekvencije, ali formule su previše složene. Za svoju antenu, autor je dobio CA = 85 pF. LA = 25 µH i f0 - oko 3,5 MHz. Za grube procjene, možemo pretpostaviti da svaki metar antenske žice (zajedno sa redukcijom) uvodi induktivnost od oko 1...1,5 μH i kapacitivnost od oko 6 pF.

Otpor na gubitke kod dovoljno kvalitetnog zavojnice L1 sastoji se uglavnom od otpora uzemljenja. On se, zauzvrat, izračunava pomoću empirijske (dobivene na osnovu eksperimentalnih podataka) formule M.V. Shuleikina: rp = A*Lambda/Lambda0. Ovdje je A konstantni koeficijent koji ovisi o kvaliteti uzemljenja, s dimenzijama u omima. Za dobro uzemljenje, A su jedinice, pa čak i frakcije oma. Kao što vidimo, otpor gubicima raste sa povećanjem talasne dužine (smanjenjem frekvencije), što je potvrđeno podacima u tabeli. Ovisnost otpora na gubitke od frekvencije otkrivena je početkom prošlog stoljeća, ali autor nije našao detaljnije objašnjenje ovog efekta u literaturi.

U tom smislu, mnogi podaci koje dobiju radio-amateri prilikom mjerenja parametara svojih antena mogu biti vrlo korisni.

Književnost

1. Fradin A. Z., Ryzhkov E. V. Mjerenje parametara antene. - M.: Svyazizdat, 1962.
2. Andreev V. Jednostavan mjerač kapacitivnosti "Master-S". - Radio, 2002. br. 1, str. 50-52; br. 2, str. 51-53; br. 3, str. 52-54.
3. Belotserkovsky G. B. Antene. - M.: Oborongiz, 1956.

Antene su uređaji koji usklađuju veštački sistem kanalisanja elektromagnetnih talasa (EMW) sa okolnim prirodnim okruženjem njihovog širenja.

Antene su sastavni dio svakog radio komunikacijskog sistema koji koristi elektromagnetne valove u tehnološke svrhe. Pored usklađivanja veštačkog i prirodnog okruženja za širenje elektromagnetnih talasa, antene mogu obavljati i niz drugih funkcija, od kojih je najvažnija prostorna i polarizaciona selekcija primljenih i emitovanih elektromagnetnih talasa.

referenca:

Koordinirani sistemi su sistemi koji jedni drugima prenose maksimalnu elektromagnetnu snagu namijenjenu prenosu.

Postoje prijemne i predajne antene.

Predajne antene

Strukturna shema

1 – antenski ulaz na koji je priključen dovodni talasovod iz predajnika;

2 – uređaj za usklađivanje koji osigurava režim putujućeg talasa u dovodnom talasovodu;

3 – distributivni sistem koji obezbeđuje potrebnu prostornu amplitudno-faznu raspodelu polja zračenja;

4 – sistem zračenja (emiter), obezbeđuje određenu polarizaciju i usmereno zračenje elektromagnetnih talasa.

Prijemne antene

Strukturna shema

1 – antenski izlaz na koji je priključen talasovod koji povezuje antenu sa prijemnikom;

2 – uređaj za usklađivanje;

3 – integrator – uređaj koji obezbeđuje ponderisano koherentno u fazi sumiranje prostornih elektromagnetnih polja;

4 – prijemni sistem obezbeđuje polarizaciju i prostornu selekciju elektromagnetnih talasa koji ulaze u antenu iz prirodnog okruženja koja je okružuje.

referenca:

Elementi strukture odašiljačke i prijemne antene, označeni istim brojevima, mogu imati identične dizajne, zbog čega je, izolovano od sistema u kojem antene rade, nemoguće razlikovati predajnu antenu od prijemne antene. antenu i obrnuto.

Postoje predajne i prijemne antene.

Klasifikacija antena

Da bi se sistematizirale različite vrste antena, one su kombinovane prema nizu zajedničkih karakteristika. Kriterijumi za klasifikaciju mogu biti:

radni talasni opseg;

zajedništvo dizajna;

princip robota;

zakazivanje.

Klase se mogu podijeliti na podklase itd.

Prema svojoj namjeni, sve antene se dijele u dvije velike klase:

odašiljanje;

prijemi.

Ove dvije klase uključuju podtipove:

antene sa stajaćim valovima;

Antene putujućih valova;

otvorne antene;

antene sa obradom signala;

aktivni antenski nizovi;

skeniranje antenskih nizova.

Glavni zadaci teorije antena

Postoje dva zadatka:

zadatak analize svojstava određenih antena;

zadatak projektovanja antena prema zadatim početnim zahtevima za njih.

Problem analize treba rešiti na osnovu uslova: potrebni elektromagnetski talasi moraju da zadovolje Maxwellove jednačine, granične uslove na interfejsu i uslove zračenja Sommerfelda.

U tako teškim uslovima za postavljanje problema, analiza je moguća samo za neke posebne slučajeve (na primjer, za simetrični električni vibrator).

Približne metode za rješavanje problema analize su široko rasprostranjene, prema kojima se ovi problemi dijele na dva dijela:

Interni zadatak;

Eksterni zadatak.

Interni zadatak je dizajniran da odredi distribuciju struja u anteni, realnu ili ekvivalentnu. Eksterni zadatak je odrediti polje zračenja antene iz poznate raspodjele njenih struja. Prilikom rješavanja vanjskog problema široko se koristi metoda superpozicije koja se sastoji od podjele antene na elementarne radijatore i naknadnog zbrajanja polja.

Zadatak projektiranja antene je pronaći geometrijski oblik i dimenzije konstrukcije koje osiguravaju njena potrebna funkcionalna svojstva. Rješavanje problema dizajna (sinteze) antene je moguće:

primjenom rezultata analize pojedinih tipova antena i metode uzastopnih aproksimacija, odnosno promjenom parametara (faza parametarske optimizacije) uz naknadno poređenje električnih karakteristika novih verzija tako dobijenih poznatih antena;

kroz direktnu sintezu, odnosno zaobilazeći fazu parametarske optimizacije. U ovom slučaju, zadaci dizajna antene podijeljeni su u dva podzadatka:

problem klasične sinteze;

zadatak konstruktivne sinteze.

Prvi se sastoji od opisivanja amplitudno-fazne distribucije struje (ili polja) na antenskom emiteru, što daje specificirana funkcionalna svojstva antene. Rješenje ovog podzadatka još uvijek ne određuje dizajn antene, već samo određuje zahtjeve za njenu distribuciju.

Drugi je usmjeren na pronalaženje kompletne geometrije antene na osnovu date amplitudno-fazne raspodjele struje (ili polja) na antenskom emiteru. Ovaj problem je mnogo komplikovaniji od prvog i strukturno je dvosmislen, često se rešava približno.

Međutim, za neke vrste antena razvijena je rigorozna teorija konstruktivne sinteze.

Predajne antene

Njihove karakteristike i parametri

Struktura elektromagnetnog polja (EMF) antene

Svaka antena se može posmatrati kao sistem elementarnih emitera koncentrisanih u određenom ograničenom volumenu linearnog prostora (), njeno EM polje kao superpozicija EM polja koja čine njene elementarne emitere. Da biste identificirali strukturu EMF antene, razmotrite strukturu EMF elementa pravolinijskog elementa koji se skladno mijenja s kutnom frekvencijom , struja sa konstantnom amplitudom i dužinom ovog elementa u linearnom neograničenom izotropnom mediju sa konstantnim parametrima, ,.

– apsolutna dielektrična konstanta medija;

ε – relativna dielektrična konstanta medija;

Električna konstanta;

– apsolutna magnetna permeabilnost medija;

Relativna magnetna permeabilnost medija;

Magnetna konstanta;

– specifična električna provodljivost medija;

λ – talasna dužina.

M – EMF tačka posmatranja;

r – radijalna koordinata tačke M (udaljenost od centra sfernog koordinatnog sistema do tačke M);

– azimutna koordinata tačke M;

Meridionalna koordinata tačke M.

Za razmatranje Hertzovog vibratora koji se nalazi duž ose z, čija je sredina poravnata sa centrom sfernog koordinatnog sistema, rješenje Maxwellove jednadžbe ima oblik (1.1), gdje je

Jedinični vektori;

– moment električne struje;

Komponente ortogonalne kompleksne amplitude duž sfernih koordinata, vektor jakosti električnog polja;

, , - ortogonalne kompleksne amplitudske komponente duž sfernih koordinata vektora jačine magnetskog polja;

- talasni broj;

Talasna dužina u beskonačnom prostoru.

Iz izraza proizilazi da EMF elementa linearne struje predstavlja valove jakosti električnog i magnetskog polja ortogonalne u prostoru. U ovom slučaju, brzina promjene amplitude svakog vala određena je relativnom udaljenosti točke od centra vibratora.

Postoje tri oblasti polja:

Za područje dalekog polja, izrazi imaju oblik:

U dalekoj regiji, EMF ima sljedeća svojstva:

Za vazduh: .

U područjima srednjih i bliskih polja, pored sfernog poprečnog vala, postoje lokalna reaktivna polja čiji se intenzitet vrlo brzo povećava sa smanjenjem r. Ova polja sadrže određenu zalihu EM energije koju periodično razmjenjuju sa antenom (sa tačkom). Ova polja određuju reaktivnu komponentu ulazne impedanse antene.

Svojstva EMF-a određuju funkcionalna svojstva antene, a svojstva bliskog i srednjeg EMF-a određuju stabilnost funkcionalnih svojstava i širokopojasnog opsega antena.

Daleko područje EMF-a se često naziva emisionim područjem, a područje bliskog EMF-a često se naziva područjem indukcije.

Za stvarne antene, granice dalekog, srednjeg i bliskog polja se određuju uzimajući u obzir faznu razliku talasa koji dolaze do tačke posmatranja sa ivica antene i njenog centra.

Sa dozvoljenom faznom razlikom u području dalekog polja jednakom:

EMF region dalekog polja će biti na ;

Područje srednjeg polja;

Blizina polja gdje

Udaljenost od centra antene do tačke posmatranja;

- maksimalna poprečna veličina zračećeg antenskog sistema.

Glavne karakteristike i parametri predajne antene

Svojstva antena dijele se na:

Radiotehnika;

Constructive;

Operativni;

Ekonomski;

Funkcionalna svojstva u potpunosti su određena parametrima signala.

Karakteristike i parametri predajne antene:

Kompleksna vektorska usmjerena karakteristika

Kompleksni vektor XNA je ovisnost o smjeru (polarizacija, faza) električnog polja valova koje emituje antena u tačkama koje su jednako udaljene od nje (na površini sfere polumjera r).

Općenito, kompleks XNA sastoji se od tri faktora:

gdje su sferne koordinate tačke posmatranja polja talasa koje emituje antena.

Amplitude Henna

Amplituda XNA je ovisnost o smjeru amplitude intenziteta elektromagnetnog talasa koji emituje antena u tačkama koje su jednako udaljene od nje.

Normalizovana amplituda CNA se obično smatra:

,

gdje je smjer u kojem je amplituda CNA vrijednost maksimalna.

Uzorak zračenja antene (APP)

Dijagram zračenja antene je dio amplitude XNA ravninama koje prolaze kroz smjer ili okomito na njega.

Najčešće korišteni presjek su međusobno ortogonalne ravni.

Uzorak zračenja ima strukturu režnja. Latice se odlikuju amplitudom i širinom.

Širina donjeg režnja je ugao unutar kojeg se amplituda režnja mijenja u dozvoljenim određenim granicama.

Latice su:

Glavna latica;

Bočne latice;

Zadnja latica.

Širina latica određena je nulama ili nivoom polovine maksimalne snage.

Po polju = 0,707;

Po snazi ​​= 0,5;

Na logaritamskoj skali = -3 dB.

Normalizovana amplituda CNA u smislu snage povezana je sa amplitudama CNA u polju relacijom:

Za snimanje dna koriste se polarni i pravougaoni koordinatni sistemi i tri vrste razmjera:

Linearni (preko polja);

Kvadratna (snaga);

Logaritamski

Phase Henna

Faza XNA je ovisnost o smjeru faze harmonijskog elektromagnetnog talasa u području dalekog polja u tačkama koje su jednako udaljene od početka u fiksnom trenutku u vremenu.

referenca:

Fazni centar antene je tačka u prostoru u odnosu na koju vrednost faze u dalekoj zoni ne zavisi od pravca i naglo se menja u pri prelasku s jedne latice HNA na drugu.

Za tačkasti izvor elektromagnetnog talasa koji emituje sferni talas, površina jednakih faza ima oblik kugle.

Polarizirajuća HNA

Elektromagnetski talas karakteriše polarizacija.

Polarizacija je prostorna orijentacija E vektora, razmatrana u bilo kojoj fiksnoj tački u dalekom polju tokom jedne oscilacije.

U opštem slučaju, kraj vektora E tokom jednog perioda oscilovanja u bilo kojoj fiksnoj tački u prostoru opisuje elipsu, koja se nalazi u ravni okomitoj na pravac širenja talasa (polarizaciona elipsa).

Polarizaciju karakteriše:

parametri elipse;

prostorna orijentacija elipse;

smjer rotacije vektora E.

Otpornost antene na zračenje

Otpornost antene na zračenje je valni otpor prostora koji okružuje antenu, koji se njome prenosi na ulaz, ili na bilo koji dio valovoda koji je hrani, gdje pojam ukupne struje ima značenje i može se definirati.

Otpornost na zračenje može se izračunati pomoću formule:

ss ,

gdje je I vrijednost ukupne struje na datoj lokaciji antene ili dvožične linije koja je napaja, što je ekvivalentno napajajućem šupljem talasovodu.

Ulazna impedansa antene

Ulazna impedansa antene je omjer kompleksnih amplituda harmonijskih napona i struja na ulaznim terminalima antene.

Ulazna impedansa antene karakteriše antenu kao opterećenje za dovod.

Ovaj parametar se uglavnom koristi za linearne antene, tj. antene čiji ulazni naponi i struje imaju jasno fizičko značenje i mogu se izmjeriti.

Za mikrotalasne antene, dimenzije poprečnog preseka njihovog ulaznog talasovoda se obično navode.

Efikasnost antene (efikasnost)

Određuje efikasnost prenosa antene u okolni prostor.

Otpornost na gubitke

referenca:

Kako se f povećava, efikasnost antene raste sa nekoliko procenata na dugim talasima do 95-99% na frekvencijama mikrotalasa.

Električna snaga i visina antene

Električna snaga antene je sposobnost antene da obavljaju svoje funkcije bez električnog sloma dielektrika u svojoj strukturi ili okolini kada se poveća snaga elektromagnetnog talasa koji stiže na njen ulaz.

Kvantitativno, električnu snagu antene karakterizira najveća dopuštena snaga i odgovarajuća kritična jačina električnog polja, pri kojoj počinje kvar.

Visina antene

Visina antene je sposobnost antene da obavljaju svoje funkcije bez električnog sloma okolne atmosfere kada se visina ove antene poveća pri datoj snazi ​​odašiljanja.

referenca:

Sa povećanjem nadmorske visine, električna snaga prvo opada, dostižući minimum na visinama od 40-100 km, a zatim ponovo raste.

Radni frekvencijski opseg antene

Frekvencijski interval od f max do f min, unutar kojeg nijedan od parametara i karakteristika antene ne prelazi granice navedene u tehničkim specifikacijama.

Obično je raspon određen parametrom čija vrijednost, kada se frekvencija promijeni, prije ostalih prelazi dozvoljene granice. Najčešće se ispostavlja da je ovaj parametar ulazna impedancija antene.

Kvantitativne procjene svojstava dometa antene su propusni opseg i propusnost:

Često koristite relativnu propusnost

Antene se dijele na:

Koeficijent usmjerenja (DC)

Koeficijent usmjerenja antene u datom smjeru je broj koji pokazuje koliko se puta vrijednost Poyntingovog vektora u smjeru koji se razmatra u fiksnoj tački u udaljenoj zoni razlikuje od vrijednosti Poyntingovog vektora u istoj tački ako Zamijenite dotičnu antenu apsolutno omnidirekcionom (izotropnom) antenom, pod uslovom da su njihove snage zračenja jednake.

referenca:

Tipično, maksimalna vrijednost efikasnosti antene je naznačena u smjeru njenog maksimalnog zračenja.

Vibrator: KND=0,5;

Polutalasni simetrični vibrator: KND=1,64;

Horna antena: KND;

Zrcalna antena: KND;

Antene svemirskih letjelica: KND;

Graničnik gornje granice faktora efikasnosti su tehnološke greške u proizvodnji i uticaj uslova rada.

Minimalne vrijednosti maksimalne efikasnosti stvarnih antena su uvijek >1, jer Ne postoje potpuno omnidirekcione antene.

Faktor usmjerenosti je povezan u polju sa normaliziranom amplitudom XNA:

,

Gdje – maksimalna vrijednost usmjerenosti u smjeru maksimalnog zračenja antene, u kojoj .

KND show Ovo je dobitak u snazi ​​koji daje upotreba usmjerene antene, ali ne uzima u obzir toplinske gubitke u njoj.

Co. uh pojačanje antene

Dobitak antene u datom smjeru je broj koji pokazuje povećanje snage od korištenja usmjerene antene, uzimajući u obzir gubitke topline u njoj:

Ekvivalentna izotropno zračena snaga

Ekvivalentna izotropno zračena snaga je proizvod snage koja se dovodi do antene i maksimalne vrijednosti njenog pojačanja.

Faktor disperzije antene

Faktor disipacije antene je broj koji pokazuje udio snage zračenja koja se može pripisati bočnim i zadnjim režnjevima.

Određuje snagu koja se može pripisati glavnom režnju XNA

Efektivna dužina antene

Efektivna dužina antene je dužina hipotetičkog pravolinijskog vibratora sa ujednačenom distribucijom struje po celoj dužini, koji u pravcu svog maksimalnog zračenja stvara istu vrednost jačine polja kao i dotična antena sa istom vrednošću struje na ulazu.

U mediju sa karakterističnom impedancijom, efektivna dužina antene je određena izrazom.