Impedanta de intrare a antenei

Impedanta de intrare a antenei(sau impedanța de intrare a antenei) - principala caracteristică a antenei de transmisie și recepție, care este definită ca raportul dintre tensiunea de înaltă frecvență și curentul de alimentare

Impedanța de intrare a unei antene este definită ca suma rezistenței la radiații a antenei și a rezistenței la pierderi.

Rezistența la pierderi, la rândul său, constă în pierderi ohmice în elementele și firele antenei, pierderi de izolație (datorită scurgerilor), rezistență la pierderi în pământ și pierderi termice în obiectele din jur situate în zona apropiată a antenei.

Pentru a crește eficiența antenei, este necesar să se depună eforturi pentru a potrivi impedanța de intrare a antenei cu impedanța caracteristică a liniei, adică pentru a asigura egalitatea acestora, precum și pentru a reduce pierderile în antenă.

Vezi si

Literatură

• Antenă//Dicționar enciclopedic fizic/Ch. ed. A. M. Prohorov - M.: Sov. enciclopedie, 1983. - 928 p., p. 24-28
• Drabkin A. L., Zuzenko V. L., Kislov A. L. Dispozitive de alimentare cu antenă. Ediția a II-a, revizuită, suplimentară. și prelucrate M.: „Sov. radio”, 1974, p. 536, p. 11
• Rothamel, Karl Antennas, ediția a 11-a, revizuită și extinsă de inginerul Alois Krischke, 2005, P.

Legături

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce este „impedanța de intrare a antenei” în alte dicționare:

Rețea cu două terminale și circuitul său echivalent Rezistența internă a unei impedanțe de rețea cu două terminale într-un circuit echivalent cu două terminale constând dintr-o serie ... Wikipedia

Antena radiotelescopului RT 7.5 MSTU. Bauman. Federația Rusă, regiunea Moscova, districtul Dmitrovsky. Diametru oglindă 7,5 metri, interval de lungimi de undă de operare: 1-4 mm Antena este un dispozitiv pentru emiterea și recepția undelor radio (un tip de... ... Wikipedia

În gravitație, ecuațiile gravitaționale asemănătoare lui Maxwell constituie un sistem de patru ecuații diferențiale parțiale care descriu proprietățile câmpurilor gravitaționale asemănătoare electrice și magnetice, precum și sursele lor de densitate de sarcină... ... Wikipedia

O structură utilizată pentru a transmite sau a primi unde radio (adică, radiații electromagnetice cu lungimi de undă cuprinse între ANTENNA20.000 m și ANTENNA1 mm). Exemple de utilizare a antenelor includ transmisiile de radio și televiziune, la distanță lungă... ... Enciclopedia lui Collier

electric- 3,45 electrice [electronice, electronice programabile]; E/E/PE (electric/electronic/programabil electronic; E/E/PE) bazat pe tehnologie electrică și/sau electronică și/sau electronică programabilă. Sursă … Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

- (linii transformatoare, transformatoare de cablu seriale, transformatoare de impedanță) secțiuni de linii coaxiale cu proprietăți caracteristice, destinate potrivirii rezistenței în calea coaxială a microundelor. Coaxial... ... Wikipedia

Transformatoare coaxiale (linii de transformare, transformatoare de cablu seriale, transformatoare de impedanță) secțiuni de linii coaxiale cu proprietăți caracteristice, destinate potrivirii rezistenței la microunde... ... Wikipedia

Antenă- un dispozitiv care convertește oscilațiile curentului electric într-o undă de câmp electromagnetic (undă radio) și invers.

Antenele sunt dispozitive reversibile, adică la fel cum o antenă funcționează pentru transmisie, va funcționa și pentru recepție; dacă funcționează eficient pentru recepție, va funcționa bine și pentru transmisie.

Hrănitor- cablu care conectează postul de radio la antenă.
Cablurile vin în impedanțe și modele diferite.
Deoarece stațiile de radio civile au o impedanță de ieșire/intrare de 50 ohmi și o ieșire dezechilibrată, cablurile coaxiale cu o impedanță caracteristică de 50 ohmi sunt potrivite pentru noi ca alimentator, de exemplu: RK 50-3-18 sau RG 8 sau RG 58 .
Nu este nevoie să confundați impedanța undei și impedanța ohmică. Dacă măsurați rezistența cablului cu un tester, testerul va afișa 1 ohm, deși impedanța de undă a acestui cablu poate fi de 75 ohmi.
Impedanța caracteristică a unui cablu coaxial depinde de raportul dintre diametrele conductorului interior și cel exterior (un cablu cu o impedanță caracteristică de 50 ohmi are un miez central mai gros decât un cablu de 75 ohmi cu același diametru exterior).

SWR- coeficientul de undă staționară, adică raportul dintre puterea care merge de-a lungul cablului către antenă și puterea care se întoarce de-a lungul cablului, reflectându-se de la antenă datorită faptului că rezistența sa nu este egală cu rezistența cablului .
Da, tensiunea de înaltă frecvență nu trece prin fire precum curentul continuu; poate fi reflectată de sarcină dacă sarcina sau cablul are o impedanță caracteristică greșită.
SWR arată calitatea transmisiei de energie de la stația de radio la antenă și înapoi; cu cât SWR este mai scăzut, cu atât este mai bună potrivirea între stația de radio și alimentator și antenă. SWR nu poate fi mai mic de 1.
SWR nu indică eficiența antenei și la ce frecvență funcționează mai eficient. De exemplu, SWR va fi 1 dacă un rezistor de 50 Ohm este conectat la capătul cablului, dar nimeni nu te va auzi la rezistor și nu vei auzi pe nimeni la el.

Cum funcționează antena?

Curentul alternativ, după cum se știe, își schimbă polaritatea cu o anumită frecvență. Dacă vorbim de 27 MHz, atunci de 27 de milioane de ori pe secundă polaritatea sa (+/-) își schimbă locurile. În consecință, de 27 de milioane de ori pe secundă, electronii din cablu se deplasează de la stânga la dreapta, apoi de la dreapta la stânga. Având în vedere că electronii rulează cu viteza luminii 300 de milioane de metri pe secundă, atunci pentru o frecvență de 27 megaherți nu reușesc să alerge decât 11 metri (300/27) înainte ca polaritatea curentă să se schimbe, apoi se întorc înapoi.
Lungimea de undă este distanța pe care electronii o parcurg înainte de a fi atrași înapoi de polaritatea schimbătoare a sursei.
Dacă conectăm o bucată de sârmă la ieșirea stației de radio, celălalt capăt al cărei pur și simplu atârnă în aer, atunci electronii vor rula în ea, electronii care rulează creează un câmp magnetic în jurul conductorului, iar la capătul său un potențialul electrostatic, care se va modifica cu frecvența la care funcționează stația de radio, adică firul va crea o undă radio.
Distanța minimă pe care electronii trebuie să o parcurgă pentru a transforma efectiv curentul alternativ într-o undă radio și undele radio în curent este de 1/2 din lungimea de undă.
Deoarece orice sursă de curent (tensiune) are două terminale, antena efectivă minimă constă din două bucăți de sârmă lungime de 1/4 lungime de undă (1/2 împărțită la 2), cu o bucată de sârmă conectată la un terminal al sursei (ieșire radio). stație), alta intrare la altă ieșire.
Unul dintre conductori se numește radiant și este conectat la miezul central al cablului, celălalt este o „contragreutate” și este conectat la împletitura cablului.
* Dacă plasați 2 bucăți de sârmă fiecare 1/4 lungime de undă, una deasupra celeilalte, rezistența unei astfel de antene va fi de aproximativ 75 ohmi, în plus, va fi simetrică, adică conectându-l direct cu un coaxial ( nu este simetric) cablul nu este o idee bună.

Stai, cum funcționează atunci antenele scurtate (de exemplu, 2 metri la 27 MHz) și antenele care constau doar dintr-un pin pe o mașină?
Pentru un știft de pe o mașină, știftul este prima bucată de sârmă („emițătorul”), iar corpul mașinii este al doilea fir („contragreutatea”).
În antenele scurtate, o parte a firului este răsucită într-o bobină, adică pentru electroni lungimea pinului este egală cu 1/4 din lungimea de undă (2 metri 75 cm la 27 MHz), iar pentru proprietarul pinului are doar 2 metri, restul este în bobină, care este ascunsă de intemperii la baza antenei.

Ce se întâmplă dacă conectați fire foarte scurte sau foarte lungi la un post de radio ca antenă?
După cum s-a menționat mai sus, impedanța undei de ieșire/intrare a stației de radio este de 50 ohmi; prin urmare, antena, care este o sarcină pentru aceasta, trebuie să aibă și o rezistență de 50 ohmi.
Firele mai scurte sau mai lungi de 1/4 lungime de undă vor avea o impedanță caracteristică diferită. Dacă firele sunt mai scurte, atunci electronii vor avea timp să ajungă la capătul firului și vor dori să alerge mai departe înainte de a fi trase înapoi, în consecință, se vor îngropa la capătul firului, vor înțelege că există o pauză. acolo, adică există o rezistență mare, infinită și rezistența întregii antene va fi mai mare, cu cât firul este mai scurt. De asemenea, un fir prea lung nu va funcționa corect, rezistența lui va fi și mai mare decât este necesar.
Este imposibil să faceți eficientă o antenă electrică scurtă; va pierde întotdeauna 1/4 din lungimea electrică; o antenă electrică lungă necesită potrivirea rezistenței.
* Diferența dintre „scurt electric” și „scurt fizic” este că puteți răsuci un fir de lungime suficientă într-o bobină, dar fizic bobina nu va fi atât de lungă. O astfel de antenă va fi destul de eficientă, dar pe un număr mic de canale și, în orice caz, va pierde la un pin de 1/4 lungime de undă.
De asemenea, este important să înțelegeți că destul de mult depind și de unghiul la care conductoarele antenei, emițătorul și contragreutatea sunt amplasate unul față de celălalt - directivitatea (direcția radiației sale) și impedanța undei.

Există, de asemenea, un astfel de fenomen precum coeficientul de scurtare a antenei, acest fenomen se datorează faptului că conductoarele sunt groase, iar capătul conductorului are o capacitate față de spațiul înconjurător. Cu cât conductorul antenei este mai gros și cu cât este mai mare frecvența la care antena trebuie să funcționeze, cu atât mai mare este scurtarea. De asemenea, cu cât conductorul din care este făcută antena este mai gros, cu atât este mai mare bandă largă (cu atât acoperă mai multe canale).

Antene direcționale și polarizarea radiațiilor

Antenele sunt:
+ Cu polarizare orizontală - conductoarele antenei sunt amplasate orizontal;
+ Cu polarizare verticală - conductoarele sunt dispuse vertical.
Daca incerci sa primesti semnale transmise de o antena cu polarizare orizontala pe o antena cu polarizare verticala, se va produce o pierdere de 2 ori (3 dB) fata de receptia pe o antena de aceeasi polarizare cu cea de transmisie.

În plus, antenele pot fi:
+ Direcțional - atunci când emisia și recepția undelor merg într-una sau mai multe direcții.
+ Non-direcțional (cu un model de radiație circular) - atunci când undele radio sunt emise și primite uniform din toate direcțiile.

Exemplu: un pin vertical are un model de radiație circular în plan orizontal, adică emite și primește în mod egal unde radio de la sursele din jurul său.

Ce este câștigul antenei?

Dacă vorbim în mod specific despre amplificarea antenei, și nu despre un amplificator conectat la antenă și care necesită fire de alimentare, atunci amplificarea antenei este capacitatea sa de a concentra undele radio într-un anumit plan sau direcție, acolo unde se află corespondenții doriti pentru comunicare.
De exemplu, doi pini amplasați vertical de 1/4 lungime de undă (dipol vertical) radiază uniform într-un cerc, dar asta dacă îl priviți de sus și dacă din lateral, se dovedește că o parte a energiei este radiată în pământul și se pornește în spațiu. Câștigul dipolului este de 0 dBd. Nu există semnale utile pentru noi în pământ și în spațiu, în consecință, prin schimbarea configurației dipolului (prin lungirea unei părți a acestuia la 5/8 din lungimea de undă), este posibil să ne asigurăm că radiația este concentrată în orizontul și puțină radiație va fi emisă în spațiu și în pământ, câștigul unei astfel de antene va fi de aproximativ 6 dBd.

Dacă sunteți interesat să aflați în detaliu cum funcționează antenele și alimentatoarele și să vedeți formule complete, citiți cartea: K. Rothhammel Antennas.

Să ne amintim principalul lucru:

Lungime de undă = 300 / frecvența canalului de comunicație

Lungimea minimă efectivă a antenei = lungime de undă / 2

Cu cât conductoarele din care este realizată antena sunt mai groase, cu atât contribuția factorului de scurtare la lungimea acesteia este mai mare.

SWR indică calitatea transmisiei de energie de la radio la antenă, dar nu indică eficiența antenei.

Acum, pentru exemple:
300 / 27.175 = 11 metri 3 centimetri lungime de undă.
Întreaga antenă pentru funcționare eficientă trebuie să aibă o lungime de 5 metri 51 de centimetri, respectiv, tija va avea o lungime de 2 metri 76 de centimetri.
Ținând cont de K_shortening, pentru un știft realizat dintr-un tub cu diametrul de 20 mm, lungimea știftului va fi de aproximativ 2 metri 65 de centimetri.

Ce antene se folosesc de obicei pe banda civilă?

Antenă 1/4 GP ("gepeshka" sau "quadruplă")

Un știft pe o bază de mortare sau magnetică, în interiorul căruia este instalată o bobină de prelungire, adăugând până la 1/4 din lungimea sa electrică. Contragreutatea este caroseria mașinii, care este conectată fie direct (pentru antenele încorporate), fie prin condensatorul condensatorului format din baza magnetului și suprafața caroseriei.

Pe benzile de înaltă frecvență, cum ar fi LPD și PMR, se folosesc de obicei spații sau 5/8, chiar și într-o mașină și într-o versiune purtabilă; în versiunea de bază se folosesc antene coliniare (sisteme de antene de mai multe 1/2 sau 5 /8 antene interconectate electric și mecanic, ceea ce face posibilă obținerea unui K_gain al antenei de 10 dbi sau mai mult, adică comprimarea radiației într-o clătită orizontală subțire).

Problemele de proiectare, fabricare și utilizare a antenelor pentru benzile lungi (LW), medii (MV) și scurte (HF) conțin mult mai puține probleme decât antenele pentru gama VHF, în special cele de televiziune. Faptul este că, în intervalele DV, SV, KB, emițătoarele, de regulă, au o putere mare, propagarea undelor radio în aceste intervale este asociată cu valori mari de difracție și refracție în atmosferă, iar dispozitivele de recepție sunt foarte sensibil.

La transmiterea și recepționarea unui semnal în domeniul VHF, și în special a unui semnal de televiziune, asigurarea valorilor cerute ale acestor parametri provoacă o serie de dificultăți, și anume: atingerea puterii transmițătoarelor de televiziune, cum ar fi cele de difuzare, a avut până acum dovedit imposibil; fenomenele de difracție și refracție în domeniul VHF sunt nesemnificative; Sensibilitatea unui receptor de televiziune este limitată de nivelul propriului zgomot și, datorită necesității de a primi un semnal în bandă largă, este de aproximativ 5 μV. Prin urmare, pentru a obține o imagine de nivel înalt pe ecranul televizorului, nivelul semnalului de intrare trebuie să fie de cel puțin 100 μV. Cu toate acestea, din cauza puterii scăzute a emițătorului și a condițiilor mai proaste de propagare a undelor radio, intensitatea câmpului electromagnetic la punctul de recepție este scăzută. Acest lucru dă naștere uneia dintre cerințele principale pentru o antenă de televiziune: pentru o anumită intensitate a câmpului la punctul de recepție, antena trebuie să furnizeze tensiunea semnalului necesară pentru funcționarea normală a receptorului de televiziune.

Antena de recepție este un singur fir sau un sistem de fire conceput pentru a converti energia undelor electromagnetice în energia curenților de înaltă frecvență. Parametrii antenelor atunci când funcționează pentru recepție și transmisie sunt identici, prin urmare este posibil să se aplice principiul reciprocității dispozitivelor de antenă, făcând posibilă determinarea unor caracteristici și parametri ai antenelor în modul de transmisie și altele în recepție. modul.

Undele radio care lovesc obiectele din jur induc curenți electrici de înaltă frecvență în ele. Acestea din urmă creează un câmp electromagnetic, iar unda electromagnetică este reflectată. Antena primește atât unde radio directe, cât și cele reflectate, care duc la distorsiunea imaginii de pe ecranul televizorului.

Studiile experimentale au arătat că atunci când se folosește polarizarea verticală, la locul de recepție ajung semnificativ mai multe unde reflectate decât atunci când se folosește polarizarea orizontală. Acest lucru se explică prin faptul că în spațiul înconjurător, în special în orașe, există multe obstacole verticale, foarte reflectorizante (cladiri, stâlpi, conducte, magneți). La alegerea tipului de polarizare se iau în considerare și proprietățile antenelor. Din punct de vedere structural, antenele orizontale sunt mai simple decât cele verticale. Aproape toate au directivitate în plan orizontal, ceea ce slăbește recepția interferenței și a undelor reflectate din cauza selectivității spațiale.

Antenele de recepție de televiziune trebuie să îndeplinească următoarele cerințe de bază:

Au un design simplu și ușor de utilizat;

Selectivitate spațială ridicată;

Treceți o bandă largă de frecvență;

Asigurați un raport ridicat între nivelul semnalului și nivelul de interferență în timpul recepției;

Au o dependență slabă de impedanța de intrare și câștig de frecvență.

Impedanta de intrare a antenei

Antena este o sursă de semnal, care este caracterizată de forță electromotoare (EMF) și rezistență internă, care se numește impedanța de intrare a antenei. Impedanța de intrare este determinată de raportul dintre direcția de la bornele antenei și curentul de la intrarea alimentatorului. Valoarea impedanței de intrare a antenei trebuie cunoscută pentru a potrivi corect antena cu cablul și televizorul: numai în această condiție circulă cea mai mare putere către intrarea televizorului. Când este potrivită corect, impedanța de intrare a antenei ar trebui să fie egală cu impedanța de intrare a cablului, care, la rândul său, ar trebui să fie egală cu impedanța de intrare a televizorului.

Impedanța de intrare a antenei are componente active și reactive. Impedanța de intrare a unei antene reglate rezonant este pur activă. Depinde de tipul de antenă și de caracteristicile sale de design. De exemplu, impedanța de intrare a unui vibrator liniar cu jumătate de undă este de 75 ohmi, iar un vibrator buclă este de aproximativ 300 ohmi.

Potrivirea antenei cu cablul de alimentare

Potrivirea antenei cu cablul este caracterizată de coeficientul de undă de călătorie (TWC). În absența unei potriviri perfecte între antenă și cablu, unda incidentă (tensiunea de intrare) este reflectată, de exemplu, de la capătul cablului sau din alt punct în care proprietatea acestuia se schimbă brusc. În acest caz, undele incidente și reflectate se propagă de-a lungul cablului în direcții opuse. În acele puncte în care fazele ambelor unde coincid, tensiunea totală este maximă (antinod), iar în punctele în care fazele sunt opuse, este minimă (nod).

Coeficientul undei de călătorie este determinat de relația:

În cazul ideal, KBV = 1 (atunci când are loc modul de undă de călătorie, adică un semnal cu puterea maximă posibilă este transmis la intrarea televizorului, deoarece nu există unde reflectate în cablu). Acest lucru este posibil prin potrivirea impedanțelor de intrare ale antenei, cablului și TV. În cel mai rău caz (când U min =0) KBV=0 (apare modul unde staționare, adică amplitudinile undelor incidente și reflectate sunt egale, iar energia nu este transmisă de-a lungul cablului).

Raportul undelor staţionare este determinat de relaţia:

Directivitate și câștig antenei

Antena omnidirecțională de recepție primește semnale din toate direcțiile. Antena de recepție direcțională are selectivitate spațială. Acest lucru este important, deoarece cu un nivel scăzut al direcției câmpului la locația de recepție, o astfel de antenă crește nivelul semnalului recepționat și slăbește interferențele externe care vin din alte direcții.

Câștigul direcțional al unei antene de recepție este un număr care arată de câte ori puterea primită la intrarea televizorului atunci când este primită de o antenă direcțională este mai mare decât puterea care poate fi primită atunci când este recepționată de o antenă omnidirecțională (la aceeași intensitate a câmpului) .

Proprietățile direcționale ale unei antene sunt caracterizate de modelul său de radiație. Modelul de radiație al antenei de recepție este o reprezentare grafică a dependenței tensiunii semnalului la intrarea TV de unghiul de rotație al antenei în planul corespunzător. Această diagramă caracterizează dependența EMF indusă în antenă de câmpul electromagnetic de direcția de sosire a semnalului. Este construit într-un sistem de coordonate polar sau dreptunghiular. Pe orez. 12 Sunt prezentate modelele de radiație ale unei antene de tip „canal de undă”.

Orez. 1. Modelul de radiație al antenei într-un sistem de coordonate polare

Modelele de radiație ale antenei sunt cel mai adesea multilobate. Lobul corespunzător direcției de sosire a undei la care este indus EMF maxim în antenă se numește lobul principal. În cele mai multe cazuri, modelul de radiații are, de asemenea, lobi inversați (spate) și laterali. Pentru comoditatea comparării diferitelor antene între ele, modelele lor de radiație sunt normalizate, adică sunt reprezentate în cantități relative, luând cel mai mare EMF ca unu (sau sută la sută).

Principalii parametri ai modelului de radiație sunt lățimea (unghiul de deschidere) a lobului principal în planurile orizontale și verticale. Lățimea lobului principal este utilizată pentru a judeca proprietățile direcționale ale antenei. Cu cât această lățime este mai mică, cu atât direcționalitatea este mai mare.

Orez. 2. Modelul de radiație al antenei într-un sistem de coordonate dreptunghiular

Nivelul lobilor laterali și posteriori caracterizează imunitatea la zgomot a antenei. Se determină folosind coeficientul de acțiune de protecție (PCA) al antenei, care este înțeles ca raportul dintre puterea alocată de antenă la o sarcină potrivită atunci când este recepționată din direcția din spate sau lateral, și puterea la aceeași sarcină atunci când primind din directia principala.

Adesea, coeficientul de protecție este exprimat în unități logaritmice - decibeli:

Proprietățile direcționale ale antenei sunt, de asemenea, caracterizate de coeficientul de direcție (DC) - un număr care arată de câte ori puterea semnalului primit la intrarea TV atunci când este primit de o antenă direcțională dată este mai mare decât puterea care ar putea fi primită atunci când recepţionat de o antenă de referinţă omnidirecţională sau direcţională. Un vibrator cu jumătate de undă (dipol) este cel mai adesea folosit ca antenă de referință, al cărui coeficient de direcție în raport cu o antenă omnidirecțională ipotetică este de 1,64 (sau 2,15 dB). Câștigul de eficiență caracterizează câștigul maxim posibil de putere pe care o antenă îl poate oferi datorită proprietăților sale direcționale, presupunând că nu există complet pierderi în ea. În realitate, orice antenă are pierderi și câștigul de putere pe care îl oferă este întotdeauna mai mic decât maximul posibil. Câștigul de putere real al antenei în raport cu un emițător izotrop ipotetic sau un vibrator cu jumătate de undă este caracterizat de câștigul de putere K r, care este legat de raportul de eficiență:

Unde η - coeficientul de performanta (eficienta) antenelor.

Eficiența antenei caracterizează pierderile de putere în antenă și este raportul dintre puterea de radiație și suma puterilor și pierderilor de radiație, adică la puterea totală care este furnizată antenei de la transmițător:

Unde P u- puterea de radiație, Pn- pierderi de putere.

Lățimea de bandă a antenei

Lățimea de bandă a antenei de televiziune de recepție este un spectru de frecvență în care sunt menținute toate valorile de bază ale caracteristicilor sale electrice. Răspunsul în frecvență al unei antene reglate este similar cu curba rezonantă a unui circuit oscilant. Prin urmare, prin analogie cu lățimea de bandă a circuitului, se poate determina și lățimea de bandă a antenei.

La o frecvență de rezonanță (fixă), antena are o anumită valoare a impedanței de intrare, care este în concordanță cu impedanța de sarcină. Această frecvență este de obicei considerată frecvența medie a canalului de televiziune la care reactanța antenei este zero. La frecvențe mai mici de rezonanță este de natură capacitivă, iar la frecvențe de peste rezonantă este inductivă.

Astfel, o modificare a frecvenței duce atât la o modificare a componentei active, cât și la apariția unei componente reactive a rezistenței de intrare. Ca rezultat, puterea furnizată sarcinii este redusă.

Acest lucru este vizibil mai ales la frecvențele extreme, cele mai îndepărtate de frecvența de rezonanță. Este permisă reducerea puterii de cel mult două ori. Pe baza acestei lățimi de bandă 2Af Un spectru de frecvență în apropierea frecvenței de rezonanță este considerat a fi în interiorul căruia puterea furnizată sarcinii va scădea cu cel mult jumătate.

Pentru a asigura o bună calitate a recepției, antena trebuie să treacă pe întregul spectru de frecvențe ale semnalului de televiziune, care pentru un canal este de 8 MHz. Calitatea imaginii este încă destul de bună dacă antena trece pe o bandă de frecvență de cel puțin 6 MHz. Îngustarea în continuare a benzii de frecvență duce la o deteriorare a calității imaginii și la pierderea clarității. Cea mai eficientă metodă de extindere a lățimii de bandă este reducerea impedanței caracteristice echivalente a vibratorului prin creșterea dimensiunilor transversale ale acestuia. În acest fel, capacitatea liniară crește și inductanța liniară a vibratorului scade. Printre altele, lățimea de bandă a antenei este limitată de lățimea de bandă a alimentatorului de reducere.

Măsurați parametrii antenei? Nu este deloc greu!

Parametrii antenei determinați corect într-un sistem de recepție radio sunt baza capacității de a recepționa cu succes posturi radio la distanță. Dar un radioamator poate să nu aibă întotdeauna la îndemână instrumentele necesare pentru astfel de măsurători. În acest articol, autorul își propune să folosească o metodă simplă care produce rezultate destul de acceptabile.

După ce a atârnat o antenă cu fir de exterior, un iubitor de recepție radio pe unde lungi și medii (LW și MW) se întreabă adesea: care sunt parametrii acesteia? Există doi parametri principali - rezistența la pierderi a sistemului de împământare a antenei rp și capacitatea proprie a antenei în raport cu aceeași masă SA. Eficiența sistemului de antenă depinde de acești parametri și, prin urmare, de posibilitatea de a recepționa stații îndepărtate, de a alimenta dispozitivul de recepție cu „energie liberă” a semnalelor primite din aer, de a regla sistemul de antenă la frecvențe diferite etc.

Măsurătorile antenei sunt „terra incognita” pentru majoritatea radioamatorilor și nu doar pentru începători. Toate metodele cunoscute necesită un generator puternic de înaltă frecvență și o punte de măsurare - echipament care se găsește rar printre amatorii de radio. Adesea, aceste două dispozitive sunt combinate pentru a forma un alimentator sau un ohmmetru de antenă (cum se numesc ele), folosit, de exemplu, la reglarea și reglarea antenelor centrelor radio de transmisie. Este necesar un generator HF puternic, deoarece antena, deschisă tuturor vânturilor, are o tensiune mare de o varietate de interferențe, inclusiv semnale de la alte stații radio care interferează cu măsurătorile.

În metoda de măsurare propusă, un generator nu este deloc necesar. Vom măsura parametrii antenei folosind semnale din aer, deoarece există o mulțime de ele acolo. Trebuie să fac un dispozitiv special sau un suport pentru măsurători? Acest lucru este opțional. Avand in vedere ca antenele nu sunt schimbate in fiecare zi, nu va fi dificil sa asamblezi circuite simple de masurare direct pe desktop sau pe un pervaz, fara a folosi macar panouri.

Măsurarea rezistenței la pierderi. Veți avea nevoie de o tijă de ferită de la o antenă magnetică cu o pereche de bobine, de preferință game DV și MV, un rezistor variabil cu o rezistență de 0,47...1 kOhm (neapărat fără fir), orice germaniu de putere joasă de înaltă frecvență diodă și un voltmetru DC cu o rezistență internă de intrare mare (cel puțin 0,5...1 MOhm). Pentru a identifica posturile de radio recepționate după ureche, este util să aveți telefoane cu impedanță mare.

Asamblam dispozitivul conform diagramei din Fig. 1 și, prin mișcarea tijei în bobina antenei magnetice, ne acordăm frecvența semnalului unui post de radio local puternic.

Orez. 1

În acest caz, rezistența variabilă R1 trebuie setată în poziția de rezistență zero (deplasați cursorul în poziția de sus conform diagramei). Momentul de reglare fină a circuitului în rezonanță cu frecvența postului de radio va fi marcat de abaterea maximă a acului contorului și volumul cel mai mare din telefoane. Telefoanele conectate în serie cu voltmetrul nu au practic niciun efect asupra citirilor acestuia și, în același timp, volumul nu este prea mare. Pentru a-l crește în timpul identificării stației radio, voltmetrul poate fi scurtcircuitat, comutat la limita inferioară de măsurare, unde rezistența sa este mai mică, sau se poate conecta în paralel un condensator cu o capacitate de aproximativ 0,05...0,1 µF. la voltmetru pentru a transmite frecvențele audio către telefoane (când un astfel de condensator, sunetul poate fi oarecum distorsionat din cauza inegalității în sarcina detectorului la frecvențe audio și la curent continuu).

După ce ați observat citirile voltmetrului (U1) și fără a modifica setările circuitului, deplasați cursorul rezistenței variabile R1 până când citirile voltmetrului sunt înjumătățite (U2). În acest caz, rezistența rezistorului va fi egală cu rezistența la pierdere a sistemului de antenă la o frecvență dată. Aceleași măsurători pot fi efectuate la alte frecvențe.

Rezistența rezistorului se măsoară cu un ohmmetru, deconectându-l de la circuitul de măsurare. Dacă nu aveți un ohmmetru, trebuie să echipați rezistența cu un mâner cu o vizor și o scală, pe care le puteți calibra în ohmi folosind un dispozitiv standard.

Folosind metoda de mai sus, este posibil să alegeți, de exemplu, cea mai bună opțiune de împământare. În condiții urbane, sunt posibile următoarele opțiuni: conducte de alimentare cu apă, conducte de încălzire, armături de gard pentru balcon etc., precum și diverse combinații ale acestora. Ar trebui să vă concentrați pe semnalul maxim recepționat și pe rezistența minimă la pierdere. Într-o casă de țară, pe lângă împământarea „clasică”, se recomandă să încercați o fântână sau țevi de apă, un gard din plasă metalică, un acoperiș din tablă zincată sau orice alt obiect metalic masiv, chiar dacă nu are contact cu pământul adevărat.

Măsurarea capacității antenei. În loc de un rezistor variabil, acum va trebui să porniți un KPI (de orice tip) cu o capacitate maximă de 180...510 pF. De asemenea, este recomandabil să aveți un contor de capacitate cu o limită de măsurare de la zeci până la sute de picofarads. Autorul a folosit un contor de capacitate digital Master-S, oferit cu amabilitate de proiectantul său.

Dacă nu există un contor de capacitate, trebuie să faceți același lucru ca și cu un rezistor - echipați KPI cu o scală și calibrați-l în picofarads. Acest lucru se poate face fără instrumente, deoarece capacitatea este proporțională cu aria părții introduse a plăcilor. Desenați forma plăcii rotorului pe hârtie milimetrică (cu cât dimensiunea este mai mare, cu atât gradarea va fi mai precisă), împărțiți desenul în sectoare la fiecare 10 grade unghiulare și numărați aria fiecărui sector și a întregii plăci S0 în celule . În fig. 2 primul sector cu zona S1 este umbrit. La primul semn de scară corespunzător, trebuie să puneți capacitatea C1 = CmaxS1/S0 etc.

Orez. 2

Dacă plăcile rotorului au o formă semicirculară (condensator direct condensator), scara se dovedește a fi liniară și atunci nu este nevoie să faceți desene și să calculați suprafețe. De exemplu, un KPI cu un dielectric solid dintr-un set pentru creativitatea copiilor are o capacitate maximă de 180 pF. Este suficient să împărțim scara în 18 sectoare de 10 grade și să punem 10, 20 pF etc. în jurul diviziunilor.Chiar dacă precizia este scăzută, este suficientă pentru scopurile noastre.

După calibrarea KPI-ului, asamblam instalația conform diagramei din Fig. 3.

Orez. 3

Prin conectarea antenei la mufa XS1 și oprirea KPI cu comutatorul SA1, reglam circuitul format din capacitatea antenei și bobina L1 la frecvența postului de radio. Fără să mai atingem bobina, comutăm antena pe soclul XS2 și conectăm condensatorul C2 (KPI-ul nostru) la circuitul cu comutatorul SA1. Ne acordăm din nou la aceeași frecvență, de data aceasta folosind C2. Determinăm capacitatea sa Sk folosind o scară sau folosind un contor de capacitate conectat la prize XS3, XS4 (în acest scop, comutând SA1 în poziția prezentată în diagramă). Rămâne să găsim capacitatea antenei SA folosind formula

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

Semnificația manipulărilor noastre este următoarea: atunci când am conectat antena prin condensatorul de cuplare C1, capacitatea totală a circuitului a devenit mai mică și, pentru a o restabili, a trebuit să adăugăm capacitatea C2. Puteți obține formula de mai sus pe baza egalității capacității antenei CA (în primul caz) și a capacității circuitului complex C2 + CAC1/(CA + C1) în al doilea caz. Pentru a crește acuratețea măsurătorilor, este indicat să alegeți o capacitate mai mică a condensatorului de cuplare, în intervalul 15...50 pF. Dacă capacitatea condensatorului de cuplare este mult mai mică decât capacitatea antenei, atunci formula de calcul este simplificată:

CA = C2 + C1.

Experimentul și discuția lui. Autorul a măsurat parametrii unei antene de acest tip disponibile la dacha: un fir PEL 0,7 lung de 15 m, care a fost întins până la coama acoperișului și departe de casă până la un copac vecin. Cea mai bună „împământare” (contragreutate) s-a dovedit a fi o coloană de încălzire a apei izolată de sol cu ​​o mică rețea de țevi și radiatoare de încălzire locale. Toate măsurătorile au fost efectuate în gama CB folosind o bobină de antenă magnetică CB standard de la un receptor tranzistor. Dacă nu era suficientă inductanță pentru a regla la capătul de joasă frecvență al gamei, o altă tijă de ferită a fost plasată lângă antena magnetică, paralelă cu prima.

Rezultatele măsurătorilor sunt rezumate într-un tabel. Au nevoie de un mic comentariu. În primul rând, este izbitor că la frecvențe diferite atât rezistența la pierdere, cât și capacitatea antenei sunt diferite. Acestea nu sunt deloc erori de măsurare. Să luăm mai întâi în considerare dependența de frecvență a capacității. Dacă firul antenei nu ar avea și inductanță LA, valorile capacității ar fi aceleași. Inductanța firului este conectată în serie cu capacitatea antenei, așa cum se poate vedea din schema de circuit echivalent a circuitului de antenă prezentată în Fig. 4.

Orez. 4

Efectul inductanței este mai puternic la frecvențe înalte, unde reactanța inductivă crește și compensează parțial reactanța capacitivă. Ca rezultat, reactanța generală a antenei scade și capacitatea măsurată devine mai mare. Antena are o frecvență naturală f0 - frecvența de rezonanță a circuitului LACA, la care reactanța ajunge la zero și valoarea măsurată a capacității tinde spre infinit. Lungimea de undă naturală a antenei Lambda0 corespunzătoare acestei frecvențe este aproximativ egală cu de patru ori lungimea firului antenei și se încadrează de obicei în banda HF.

Frecvența naturală poate fi calculată din măsurătorile capacității la două frecvențe arbitrare, dar formulele sunt prea complexe. Pentru antena sa, autorul a obținut CA = 85 pF. LA = 25 uH și f0 - aproximativ 3,5 MHz. Pentru estimări aproximative, putem presupune că fiecare metru de fir de antenă (împreună cu reducerea) introduce o inductanță de aproximativ 1...1,5 μH și o capacitate de aproximativ 6 pF.

Rezistența la pierderi cu o bobină L1 suficient de de înaltă calitate constă în principal din rezistența de împământare. La rândul său, se calculează folosind formula empirică (obținută pe baza datelor experimentale) de M.V. Shuleikin: rp = А*Lambda/Lambda0. Aici A este un coeficient constant in functie de calitatea impamantarii, cu dimensiuni in ohmi. Pentru o împământare bună, A este unități și chiar fracțiuni de ohmi. După cum putem vedea, rezistența la pierderi crește odată cu creșterea lungimii de undă (frecvența descrescătoare), ceea ce a fost confirmat de datele din tabel. Dependența rezistenței la pierderi de frecvență a fost descoperită la începutul secolului trecut, dar autorul nu a găsit o explicație detaliată a acestui efect în literatură.

În acest sens, multe dintre datele obținute de radioamatorii la măsurarea parametrilor antenelor lor pot fi foarte utile.

Literatură

1. Fradin A. Z., Ryzhkov E. V. Măsurarea parametrilor antenei. - M.: Svyazizdat, 1962.
2. Andreev V. Contor de capacitate simplu „Master-S”. - Radio, 2002. Nr. 1, p. 50-52; nr. 2, p. 51-53; nr. 3, p. 52-54.
3. Belotserkovsky G. B. Antene. - M.: Oborongiz, 1956.

Antenele sunt dispozitive care potrivesc sistemul de canalizare artificială a undelor electromagnetice (EMW) cu mediul natural înconjurător al propagării lor.

Antenele sunt parte integrantă a oricărui sistem de comunicații radio care utilizează unde electromagnetice în scopuri tehnologice. Pe lângă potrivirea mediilor artificiale și naturale pentru propagarea undelor electromagnetice, antenele pot îndeplini o serie de alte funcții, dintre care cea mai importantă este selecția spațială și a polarizării undelor electromagnetice recepționate și emise.

Referinţă:

Sistemele coordonate sunt sisteme care transmit între ele maximul puterii electromagnetice destinate transmisiei.

Există antene de recepție și de transmisie.

Antene de transmisie

Schema structurala

1 – intrare de antenă la care este conectat ghidul de undă de alimentare de la emițător;

2 – un dispozitiv de potrivire care asigură modul de undă de călătorie în ghidul de undă de alimentare;

3 – un sistem de distribuție care asigură distribuția spațială amplitudine-fază necesară a câmpurilor radiante;

4 – sistem radiant (emițător), asigură polarizarea specificată și radiația direcțională a undelor electromagnetice.

Antene de recepție

Schema structurala

1 – ieșire antenă, la care este conectat ghidul de undă care conectează antena la receptor;

2 – dispozitiv de potrivire;

3 – integrator – un dispozitiv care oferă o însumare ponderată coerentă în fază a câmpurilor electromagnetice spațiale;

4 – sistemul de recepție asigură polarizarea și selecția spațială a undelor electromagnetice care intră în antenă din mediul natural din jurul acesteia.

Referinţă:

Elementele structurii antenelor de emisie și de recepție, desemnate cu aceleași numere, pot avea modele identice, drept urmare, izolat de sistemul în care funcționează antenele, este imposibil să se distingă antena de transmisie de cea de recepție. antenă și invers.

Există antene de transmisie și recepție.

Clasificarea antenei

Pentru a sistematiza diferitele tipuri de antene, acestea sunt combinate în funcție de o serie de caracteristici comune. Criteriile de clasificare pot fi:

domeniul undelor de operare;

comunitatea de design;

principiul robotului;

programare.

Clasele pot fi împărțite în subclase etc.

În funcție de scopul lor, toate antenele sunt împărțite în două clase mari:

transmiterea;

receptii.

Aceste două clase includ subtipuri:

antene cu unde staționare;

antene cu unde calatorii;

antene cu deschidere;

antene cu procesare a semnalului;

rețele de antene active;

scanarea rețelelor de antene.

Sarcinile principale ale teoriei antenei

Există două sarcini:

sarcina de a analiza proprietățile antenelor specifice;

sarcina de a proiecta antenele conform cerințelor inițiale date pentru acestea.

Problema analizei trebuie rezolvată pe baza condițiilor: undele electromagnetice necesare trebuie să satisfacă ecuațiile lui Maxwell, condițiile la limită la interfață și condițiile de radiație Sommerfeld.

În condiții atât de dure pentru a pune probleme, analiza este posibilă doar pentru unele cazuri speciale (de exemplu, pentru un vibrator electric simetric).

Metodele aproximative de rezolvare a problemelor de analiză sunt larg răspândite, conform cărora aceste probleme sunt împărțite în două părți:

Sarcina internă;

Sarcina externă.

Sarcina internă este concepută pentru a determina distribuția curenților în antenă, reali sau echivalent. Sarcina externă este de a determina câmpul de radiație al antenei din distribuția cunoscută a curenților ei. La rezolvarea unei probleme externe este utilizată pe scară largă metoda suprapunerii, care constă în împărțirea antenei în radiatoare elementare și însumarea ulterioară a câmpurilor.

Sarcina proiectării unei antene este de a găsi forma geometrică și dimensiunile structurii care asigură proprietățile funcționale necesare. Rezolvarea problemelor de proiectare (sinteză) a antenei este posibilă:

prin aplicarea rezultatelor analizei unor tipuri specifice de antene și a metodei aproximărilor succesive, adică prin modificarea parametrilor (etapa de optimizare parametrică) cu compararea ulterioară a caracteristicilor electrice ale noilor versiuni de antene cunoscute astfel obținute;

prin sinteză directă, adică ocolind etapa de optimizare parametrică. În acest caz, sarcinile de proiectare a antenei sunt împărțite în două subsarcini:

problema de sinteză clasică;

sarcina sintezei constructive.

Prima constă în descrierea distribuției amplitudine-fază a curentului (sau câmpului) la emițătorul antenei, care oferă proprietățile funcționale specificate ale antenelor. Soluția pentru această subsarcină nu determină încă proiectarea antenei; determină doar cerințele pentru distribuția acesteia.

Al doilea are ca scop găsirea geometriei complete a antenei pe baza unei distribuții date amplitudine-fază a curentului (sau câmpului) la emițătorul antenei. Această problemă este mult mai complicată decât prima și este ambiguă din punct de vedere structural; este adesea rezolvată aproximativ.

Cu toate acestea, pentru unele tipuri de antene, a fost dezvoltată o teorie riguroasă a sintezei constructive.

Antene de transmisie

Caracteristicile și parametrii acestora

Structura câmpului electromagnetic (EMF) al antenei

Fiecare antenă poate fi considerată ca un sistem de emițători elementari concentrați într-un anumit volum limitat de spațiu liniar (), câmpul său EM ca o suprapunere a câmpurilor EM care alcătuiesc emițătorii săi elementari. Pentru a identifica structura antenei EMF, luați în considerare structura elementului EMF a unui element rectiliniu care se modifică armonios cu frecvența unghiulară , curent cu amplitudine și lungime constantă a acestui element într-un mediu izotrop liniar nelimitat cu parametri constanți, ,.

– constanta dielectrică absolută a mediului;

ε – constanta dielectrică relativă a mediului;

constantă electrică;

– permeabilitatea magnetică absolută a mediului;

Permeabilitatea magnetică relativă a mediului;

constantă magnetică;

– conductivitatea electrică specifică a mediului;

λ – lungimea de undă.

M – punct de observare CEM;

r – coordonata radială a punctului M (distanța de la centrul sistemului de coordonate sferice până la punctul M);

– coordonata azimutală a punctului M;

Coordonata meridiană a punctului M.

Pentru a considera un vibrator Hertz situat de-a lungul axei z, al cărui mijloc este aliniat cu centrul sistemului de coordonate sferice, soluția ecuației lui Maxwell are forma (1.1), unde

Vectori unitari;

– momentul curentului electric;

Componente ortogonale complexe de amplitudine de-a lungul coordonatelor sferice, vector de intensitate a câmpului electric;

, , - componente ortogonale de amplitudine complexe de-a lungul coordonatelor sferice ale vectorului intensității câmpului magnetic;

- numărul de undă;

Lungime de undă în spațiu infinit.

Din expresii rezultă că EMF al unui element de curent liniar reprezintă unde de intensitate a câmpului electric și magnetic ortogonal în spațiu. În acest caz, rata de modificare a amplitudinii fiecărei unde este determinată de distanța relativă a punctului față de centrul vibratorului.

Există trei domenii ale domeniului:

Pentru regiunea câmpului îndepărtat, expresiile iau forma:

În regiunea îndepărtată, EMF are următoarele proprietăți:

Pentru aer: .

În regiunile câmpurilor intermediare și apropiate, pe lângă unda transversală sferică, există câmpuri reactive locale, a căror intensitate crește foarte repede odată cu scăderea lui r. Aceste câmpuri conțin o anumită sursă de energie EM, pe care o schimbă periodic cu antena (cu punct). Aceste câmpuri determină componenta reactivă a impedanței de intrare a antenei.

Proprietățile EMF determină proprietățile funcționale ale antenei, iar proprietățile EMF apropiate și intermediare determină stabilitatea proprietăților funcționale și banda largă a antenelor.

Regiunea EMF îndepărtată este adesea numită regiune de emisie, iar regiunea EMF apropiată este adesea numită regiune de inducție.

Pentru antenele reale, limitele regiunilor de câmp îndepărtat, intermediar și apropiat sunt determinate ținând cont de diferența de fază a undelor care sosesc în punctul de observație de la marginile antenei și centrul acesteia.

Cu o diferență de fază admisibilă în regiunea de câmp îndepărtat egală cu:

Regiunea CEM cu câmp îndepărtat va fi la ;

Zona de teren intermediar;

Regiunea de câmp aproape unde

Distanța de la centrul antenei la punctul de observare;

- dimensiunea transversală maximă a sistemului de antenă radiantă.

Principalele caracteristici și parametri ai antenei de transmisie

Proprietățile antenei sunt împărțite în:

Inginerie radio;

Constructiv;

Operațional;

Economic;

Proprietățile funcționale sunt în întregime determinate de parametrii semnalului.

Caracteristicile și parametrii antenei de transmisie:

Caracteristică direcțională vectorială complexă

Vector complex XNA este dependența de direcția (polarizare, fază) a câmpului electric al undelor emise de antenă în puncte echidistante de aceasta (pe suprafața unei sfere cu raza r).

În general, un XNA complex constă din trei factori:

unde sunt coordonatele sferice ale punctului de observare a câmpului undei emise de antenă.

Amplitudine Henna

Amplitudinea XNA este o dependență de direcția amplitudinii intensității undei electromagnetice emise de antenă în puncte echidistante de aceasta.

CNA cu amplitudine normalizată este de obicei considerată:

,

unde este direcția în care valoarea CNA a amplitudinii este maximă.

Modelul de radiație al antenei (APP)

Modelul de radiație al antenei este o secțiune a amplitudinii XNA prin planuri care trec prin direcția sau perpendicular pe aceasta.

Secțiunea cea mai frecvent utilizată este cea a planurilor reciproc ortogonale.

Modelul de radiație are o structură de lobi. Petalele se caracterizează prin amplitudine și lățime.

Lățimea lobului inferior este unghiul în care se modifică amplitudinea lobului în limitele admise specificate.

Petalele sunt:

Petală principală;

Petale laterale;

Petală din spate.

Lățimea petalelor este determinată de zerouri sau de nivelul de jumătate din puterea maximă.

După câmp = 0,707;

Prin putere = 0,5;

Pe o scară logaritmică = -3 dB.

Amplitudinea normalizată CNA în termeni de putere este legată de amplitudinea CNA în câmp prin relația:

Pentru imaginea de jos, sunt utilizate sisteme de coordonate polare și dreptunghiulare și trei tipuri de scară:

Linear (pe câmp);

Quadratic (putere);

Logaritmic

Faza Henna

Faza XNA este o dependență de direcția fazei unei unde electromagnetice armonice în regiunea câmpului îndepărtat în puncte echidistante de origine la un moment fix în timp.

Referinţă:

Centrul de fază al antenei este un punct din spațiu față de care valoarea fazei din zona îndepărtată nu depinde de direcția și se schimbă brusc în la trecerea de la o petală HNA la alta.

Pentru o sursă punctiformă a unei unde electromagnetice care emite o undă sferică, suprafața fazelor egale are forma unei sfere.

HNA polarizant

Unda electromagnetică este caracterizată prin polarizare.

Polarizarea este orientarea spațială a vectorului E, considerată în orice punct fix din câmpul îndepărtat în timpul unei oscilații.

În cazul general, sfârșitul vectorului E în timpul unei perioade de oscilație în orice punct fix din spațiu descrie o elipsă, care este situată într-un plan perpendicular pe direcția de propagare a undei (elipsa de polarizare).

Polarizarea se caracterizează prin:

parametrii elipsei;

orientarea spațială a elipsei;

sensul de rotație al vectorului E.

Rezistența la radiații antenei

Rezistența la radiații a unei antene este rezistența undei a spațiului din jurul antenei, transferată de aceasta către intrare sau către orice secțiune a ghidului de undă care o alimentează, unde conceptul de curent total are sens și poate fi definit.

Rezistența la radiații poate fi calculată folosind formula:

ss ,

unde I este valoarea curentului total într-o locație dată a antenei sau a liniei cu două fire care o alimentează, ceea ce este echivalent cu ghidul de undă gol de alimentare.

Impedanta de intrare a antenei

Impedanța de intrare a antenei este raportul dintre amplitudinile complexe ale tensiunilor și curenților armonici la bornele de intrare a antenei.

Impedanța de intrare a antenei caracterizează antena ca o sarcină pentru linia de alimentare.

Acest parametru este utilizat în principal pentru antene liniare, adică antene ale căror tensiuni și curenți de intrare au o semnificație fizică clară și pot fi măsurate.

Pentru antenele cu microunde, dimensiunile secțiunii transversale ale ghidului lor de undă de intrare sunt de obicei specificate.

Eficiența antenei (eficiență)

Determină eficiența transmisiei de către antenă către spațiul înconjurător.

Rezistenta la pierderi

Referinţă:

Pe măsură ce f crește, eficiența antenei crește de la câteva procente la unde lungi la 95-99% la frecvențele de microunde.

Puterea electrică și înălțimea antenei

Puterea electrică a unei antene este capacitatea antenelor de a-și îndeplini funcțiile fără defectarea electrică a dielectricului din structura sa sau din mediu atunci când puterea undelor electromagnetice care ajunge la intrare crește.

Cantitativ, puterea electrică a antenei este caracterizată de puterea maximă admisă și puterea corespunzătoare a câmpului electric critic, la care începe defectarea.

Înălțimea antenei

Înălțimea antenei este capacitatea antenelor de a-și îndeplini funcțiile fără defectarea electrică a atmosferei înconjurătoare atunci când înălțimea acestei antene crește la o anumită putere de transmisie.

Referinţă:

Odată cu creșterea altitudinii, puterea electrică scade mai întâi, atingând un minim la altitudini de 40-100 km, apoi crește din nou.

Gama de frecvență de funcționare a antenei

Interval de frecvență de la f max la f min, în cadrul căruia niciunul dintre parametrii și caracteristicile antenei nu depășește limitele specificate în specificațiile tehnice.

De obicei, domeniul este determinat de parametrul a cărui valoare, atunci când frecvența se schimbă, iese din limitele admisibile înaintea altora. Cel mai adesea, acest parametru se dovedește a fi impedanța de intrare a antenei.

Estimările cantitative ale proprietăților de rază ale unei antene sunt lățimea de bandă și transmisia:

Utilizați adesea lățimea de bandă relativă

Antenele sunt împărțite în:

Coeficient de direcție (DC)

Coeficientul de direcție al unei antene într-o direcție dată este un număr care arată de câte ori valoarea vectorului Poynting în direcția luată în considerare la un punct fix din zona îndepărtată diferă de valoarea vectorului Poynting în același punct dacă am înlocuiți antena în cauză cu o antenă absolut omnidirecțională (izotropă), sub rezerva egalității puterilor lor radiate.

Referinţă:

De obicei, valoarea maximă a eficienței antenei este indicată în direcția radiației sale maxime.

Vibrator: KND=0,5;

Vibrator simetric semi-undă: KND=1,64;

Antena claxon: KND;

Antenă oglindă: KND;

Antene pentru nave spațiale: KND;

Limitatorul pentru limita superioară a factorului de eficiență îl reprezintă erorile tehnologice de fabricație și influența condițiilor de funcționare.

Valorile minime ale eficienței maxime a antenelor reale sunt întotdeauna >1, deoarece Nu există antene complet omnidirecționale.

Factorul de directivitate este legat în câmp de amplitudinea normalizată XNA:

,

Unde – valoarea maximă a directivității în direcția de radiație maximă a antenei, în care .

Spectacol KND Acesta este câștigul de putere pe care îl oferă utilizarea unei antene direcționale, dar nu ia în considerare pierderile termice din aceasta.

Co. uh recepție semnal

Câștigul unei antene într-o direcție dată este un număr care arată câștigul de putere din utilizarea unei antene direcționale, ținând cont de pierderile de căldură din aceasta:

Putere radiată izotropă echivalentă

Puterea radiată izotropă echivalentă este produsul dintre puterea furnizată antenei și valoarea maximă a câștigului acesteia.

Factorul de dispersie al antenei

Factorul de disipare al unei antene este un număr care indică proporția de putere radiată atribuită lobilor laterali și din spate.

Determină puterea atribuibilă lobului principal al XNA

Lungimea efectivă a antenei

Lungimea efectivă a antenei este lungimea unui vibrator rectiliniu ipotetic cu o distribuție uniformă a curentului pe toată lungimea sa, care, în direcția radiației sale maxime, creează aceeași valoare a intensității câmpului ca și antena în cauză cu aceeași valoare. de curent la intrare.

Într-un mediu cu impedanță caracteristică, lungimea efectivă a antenei este determinată de expresie.