Kako odrediti talasni otpor antene. Ulazni otpor skraćene spiralne antene

Antene su uređaji koji odgovaraju umjetnom kanalizacijskom sustavu elektromagnetskih valova (EMV) sa okolnim prirodnim medijima njihove distribucije.

Antene su sastavni dio bilo kojeg radio sistema koji elektromagnetski valovi koriste u tehnološke svrhe. Pored koordinacije umjetne i prirodne distribucije EMV-a, antena može izvesti niz drugih funkcija, od kojih je najvažnije i politizacijski izbor primljenih i emitiranih EMV-a.

Reference:

Konzistentni sustavi su sustavi koji svaki drugi prenose maksimum namijenjene prenosu elektromagnetske snage.

Primanje i prenošenje antena.

Prenošenje antena

Strukturna šema

1 - antenski ulaz na koji je vodovod koji je vodostaj povezan sa predajnika;

2 - odgovarajući uređaj koji pruža režim putovanja talasa u vodovodnom valovima;

3 - distributivni sistem, koji pruža potrebnu raspodjelu prostorne amplitske faze zračenja;

4 - Emitting sistem (emiter), pruža određenu polarizaciju i režiranu EMV zračenje.

Recepcijske antene

Strukturna šema

1 - izlaz antene na koju je valovod sa valovima povezan antene sa prijemnikom;

2 - odgovarajući uređaj;

3 - Integrator - uređaj koji pruža ponderirani susret sažet prostornog elektromagnetskog polja;

4 - Primni sistem pruža polarizaciju i prostorni izbor EMV-a koji unose antenu iz svog prirodnog medija.

Reference:

Elementi strukture prenosnih i primanja antena označenih istim brojevima mogu imati identične strukture, kako slijedi u odvajanju iz sustava u kojem antene funkcionišu, za razlikovanje prijenosnih antene iz primanja i obrnuto je nemoguće.

Postoje antene za prijenos.

Klasifikacija antena

Da bi sistematizirali različite vrste antena, kombiniraju se na brojnim općim karakteristikama. Znakovi klasifikacije mogu biti:

raspon radnog talasa;

zajednička konstrukcija;

princip robota;

svrha.

Časovi se mogu podijeliti u potklase itd.

Za imenovanje sve su antene podijeljene u dvije velike klase:

prenošenje;

recepcija.

Ove dvije klase uključuju podtipove:

stalni valovi antena;

trčanje talasne antene;

antene za blende;

antene sa obradom signala;

aktivni nizovi;

skenirajte rešetke antene.

Glavni zadaci teorije antena

Postoje dva zadatka:

zadatak analize svojstava specifičnih antena;

zadatak dizajniranja antena za navedene izvorne zahtjeve za njih.

Zadatak analize treba riješiti na temelju uvjeta: željeni EMV treba zadovoljiti Maxwell jednadžbe, granične uvjete na površini medija i uvjetima zračenja Zommerfeldom.

U tako oštrim uvjetima, postavljanje rješenja analize moguća je samo za neke posebne slučajeve (na primjer, za simetrični električni vibrator).

Približne metode za rješavanje problema analize, za koji su ovi zadaci podijeljeni u dva dijela su uobičajena:

Interni zadatak;

Vanjski zadatak.

Interni zadatak je osmišljen za određivanje raspodjele struja u stvarnom ili ekvivalentnom antenu. Vanjski zadatak je odrediti polje za zračenje antene na dobro poznatoj distribuciji struja. Prilikom rješavanja vanjskog zadatka, metoda superpozicija se široko koristi, koja se sastoji od cijepanja antene na elementarnim emisijama i naknadnom sazivom polja.

Zadatak dizajniranja antene je pronaći geometrijski oblik i dimenzije dizajna, koji osiguravaju njena potrebna funkcionalna svojstva. Rešavanje zadataka dizajna (sinteze) Antene moguće:

primjenom rezultata analize specifičnih vrsta antena i metode uzastopnih aproksimacija, odnosno promjenom parametara (korak parametrične optimizacije), nakon čega slijedi upoređivanje električnih karakteristika dobivenih novim varijantama poznatih antena;

kroz izravnu sintezu, odnosno zaobilazeći korak parametrijske optimizacije. U ovom slučaju, dizajnerski zadaci antena podijeljeni su u dvije podnačine:

problem klasične sinteze;

zadatak konstruktivne sinteze.

Prvo je opisati distribuciju amplitude-fazne struje (ili polja) na emitiranje antene, što pruža navedena funkcionalna svojstva antena. Rješenje ovog subtača još ne definira dizajn antene, ona određuje samo zahtjeve za njenu distribuciju.

Drugi je usmjeren na pronalaženje kompletne geometrije antene prema određenoj raspodjeli amplitude-fazne tekućih (ili polja) na emitiranu antenu. Ovaj zadatak je mnogo složeniji prvi i konstruktivno nedvosmisleno, često se otprilike riješi.

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

Prenošenje antena

Njihove karakteristike i parametre

Struktura elektromagnetskog polja (EMF) antene

Svaka antena može se smatrati sistemom osnovnih emisija usredotočenih u određeni obim linearnog prostora (), svog EM polja kao superpoziciju EM polja koja čine svoje elementarne emisije. Da biste identificirali strukturu EMF antene, razmislite o strukturi EMF elementa ravno-linearnog skladno mijenjanja s kutnom frekvencijom , struja sa stalnom amplitudom i dužinom ovog elementa linearnog neograničenog izotropnog medija sa stalnim parametrima ,,.

- apsolutna dielektrična propusnost srednjeg;

Ε - relativna dielektrična propusnost srednjeg;

Električna konstanta;

- apsolutna magnetska propusnost srednjeg;

Relativna magnetska propusnost srednjeg;

Magnetna konstanta;

- Specifična električna provodljivost srednjeg;

λ - talasna dužina.

M je točka opažanja EMF-a;

r je radijalna koordinatna tačka m (udaljenost od centra mjesta sferni koordinatni sustav do tačke m);

- Azimuthalna koordinata tačka m;

Mericionalna koordinata M.

Da biste vidjeli vibrator, Hertz smješten duž osi Z, u sredini se u kombinaciji sa središtem sfernog koordinatnog sustava, otopinom Maxwell jednadžbe (1.1), gdje

Pojedinačni vektor;

– trenutak električne struje;

Ortogonalne kompleksne amplitudne komponente prema sfernim koordinatama ,, vektor snage električnog polja;

, , - ortogonalne kompleksne amplitudne komponente prema sfernim koordinatama ,, vektor čvrstoće magnetske polje;

- valni broj;

Talasna dužina u neograničenom prostoru.

Iz izraza slijedi da je linearni element EMF-a struje ortogonalni u talasnom prostoru električnih i magnetnih polja. Istovremeno, stopa promjene amplitude svakog vala određuje se relativnim uklanjanjem tačke iz centra vibratora.

Razlikuju tri terenska područja:

Za polje dugog izražavanja, uzmite obrazac:

Ukratko EMF region ima sljedeća svojstva:

Za zrak :.

U područjima srednjeg i u blizini polja, pored sfernog poprečnog vala postoje lokalni mlaznice, čiji je intenzitet vrlo brzo povećan s padom R. R. Ova polja sadrže neku opskrbu EM energije, koje povremeno razmjenjuju antenu (sa periodom). Ova polja uzrokuju reaktivnu komponentu otpornosti na antenu.

Svojstva EMF-a određuju funkcionalna svojstva antene, a svojstva u blizini i srednjeg EMF određuju stabilnost funkcionalnih svojstava i širokopojasne mreže antena.

Regija na farmama EMF-a često se naziva zračenjem i područje u blizini EMF - indukcijsko područje.

Za pravne antene utvrđuju se granice područja udaljenog, srednjeg i u blizini polja, uzimajući u obzir razliku u fazama talasa, koje su došle do točke promatranja iz ivica antene i njegovog centra.

Uz dopuštenu fazu razliku u dalekoj oblasti polje, jednaka:

Far EMF region bit će na;

Srednje polje;

Zatvorite područje polja gdje

Udaljenost od centra antene na točku promatranja;

- maksimalna poprečna veličina sistema emitirajućeg antene.

Glavne karakteristike i parametri prenesene antene

Svojstva antene podijeljena su u:

Radiotehnički;

Konstruktivni;

Operativni;

Ekonomski;

Funkcionalna svojstva određena su parametrima signala.

Karakteristike i parametri prijenosnog antene:

Sveobuhvatne karakteristike vektorskih slika

Kompleksni vector Henna ovisnost je o smjeru (polarizacija, faza) električnog polja emitiranih antenskih talasa u točkama koje su iz nje (na površini radijusa r).

Općenito, kompleks Henna sastoji se od tri maternice:

gdje - sferne koordinate točke promatranja zračenog antenskog vala.

Amplitudno kokoš.

Amplituda Henna ovisnost je o smjeru amplitude napetosti elektromagnetskog vala, emitiranu antenu u ravnopravnim tačkama.

Obično smatraju normalizovanu amplitudu Henna:

gdje - smjer u kojem je vrijednost amplitude kokoš maksimalno.

Fokus antene (DNK)

Dijagram antene je presjek amplitude Henna sa avionima koji prolaze kroz smjer ili okomit na njega.

Najčešće korišteni presjek su obostrano ortogonalni avioni.

Dijagram fokusiranja ima latinu strukturu. Latice karakteriše amplituda i širina.

Širina dna dna je ugao unutar kojeg se amplituda latice mijenja u dozvoljenim postavljenim granicama.

Latice su:

Šef latica;

Bočne latice;

Zadnja latica.

Širina latica određuje nule ili na pola maksimalne snage.

Na terenu \u003d 0,707;

Power \u003d 0,5;

U logaritamskom skali \u003d -3 db.

Normalizirana amplituda Henna na vlasti povezana je sa amplitudom Henna po polju po polju:

Za sliku dna, koriste se polarne i pravokutne koordinatne sisteme i tri vrste skala:

Linearno (po polju);

Kvadratno (moć);

Logaritamski

Faza kokoš.

Faza Henna ovisnost je o smjeru faze harmoničnog elektromagnetskog vala na polju daleko polja u točkama ravnopravno od početka koordinata u fiksnom mjestu.

Reference:

Fazni centar antene je točka u prostoru, u odnosu na koja vrijednost faze u daleku zonu ne ovisi o smjeru i mijenja skok na kada se preselite iz jedne lateske kane u drugu.

Za izvor točke elektromagnetskog vala koji emitira sferni val, površina jednakih faza ima vrstu sfere.

Kokoš polarizacije.

Elektromagnetski val karakterizira polarizacija.

Polarizacija je prostorna orijentacija vektora E, koja se razmatra u bilo kojoj fiksnom mjestu dalekog polja tokom jedne oscilacije.

Općenito, kraj vektora E u jednom periodu oscilacija u bilo kojoj fiksnoj tački prostora opisuje elipsu, koji se nalazi u ravnini okomito na smjer širenja valova (polarizacija elipse).

Polarizacija karakterizira:

parametri elipse;

prostorna orijentacija elipse;

smjer vrtnje vektora E.

Antena za otpornost na zračenje

Otpornost na zračenje antene je valni otpor prostora okolice, prekrivajući ga na ulazu ili u bilo kojem dijelu svog vodostaja, gdje koncept cjelovitog struje ima koplje i može se odrediti.

Otpornost na zračenje može se smatrati izračunatom formulom:

sS ,

gdje sam vrijednost ukupne struje u ovom području antene ili njezina hranjenja svoje dvožične linije, što je ekvivalentno opskrbi šupljim valovima.

Otpornost na ulazne antene

Ulazni otpor antene je omjer složenih amplituda harmoničnih naprezanja i struje na ulaznim terminalima antene.

Otpornost ulazne antene karakterizira antenu kao opterećenje za opskrbu.

Ovaj se parametar koristi uglavnom za linearne antene, I.E. Antene, u kojima ulazne napone i struje imaju jasno fizičko značenje i mogu se mjeriti.

Za mikrovalne antene su navedene dimenzije presjeka njihovog ulaznog valovogvlada.

Efikasnost (efikasnost) koeficijent antene

Određuje efikasnost prijenosa antene u okolni prostor.

Gubitak otpora

Reference:

Uz povećanje f, efikasnost antene povećava se od postotnih jedinica na dugim talasima, do 95-99% na mikrovalnoj.

Električna čvrstoća i nadmorska visina antene

Električna čvrstoća antene je sposobnost antena da obavljaju svoje funkcije bez električnog raspada dielektrike u svom dizajnu ili okolišu s porastom snage elektromagnetskog vala koji dolaze na svoj ulaz.

Kvantitativna električna čvrstoća antene karakterizira izuzetno dopuštena snaga i odgovarajuća kritična snaga električne polje na kojoj počinje kvar.

Visoka antena

Povišenje antene je sposobnost antena da obavljaju svoje funkcije bez električnog raspada okolne atmosfere, a istovremeno povećava visinu lokacije ove antene na datom prijenosu.

Reference:

Uz povećanje visine, električna čvrstoća prvo se smanjuje, dostižući minimum na visini od 40-100 km, a zatim se ponovo povećava.

Raspon radne frekvencije antene

Frekvencijski raspon od F max do F min, unutar koje se ne pruža nikakvi parametri i karakteristike antene izvan granica navedenih u tehničkim specifikacijama.

Opseg se obično određuje parametrom čija vrijednost kada se frekvencija promijeni ranije izlazi iz dopuštenih granica. Najčešće ovaj parametar je otpornost na antenu.

Kvantitativne procjene svojstava raspona antene su propusna širina i propusnost:

Često koriste relativnu širinu pojasa

Antene po parametru su podijeljene na:

Koeficijent usmjerenog djelovanja (CND)

Koeficijent antene u određenom smjeru je broj koji pokazuje koliko je puta vrijednost pokazivačkog vektora u prikladnom smjeru u fiksnom mjestu nadničkoj zoni razlikuje od vrijednosti pokazivačkog vektora u istoj točki ako zamijenimo Dotična antena na apsolutno nesmjerna (izotropna) antena pod uvjetom ravnopravnosti njihovih emitovanih kapaciteta.

Reference:

Obično označavaju maksimalna vrijednost Antene CBDS prema maksimalnom zračenju.

Vibrator: KND \u003d 0,5;

Billoghter simetrični vibrator: Cut \u003d 1,64;

Pravilo antena: rez;

Mirror Antena: KND;

Spacecrt antene: CBD;

Gramič gornje granice KRD-a su tehnološke pogreške proizvodnje i utjecaj radnih uvjeta.

Minimalne vrijednosti maksimuma CBD stvarnih antena su uvijek\u003e 1jer Apsolutno ne-usmjerene antene ne postoje.

KND je povezan s poljem s normaliziranom amplitudom Hennom:

gde – maksimalna vrijednost kND-a u smjeru maksimalnog zračenja antene u kojoj .

Ljubazan show potrebno je da pojačanje snage, što osigurava upotrebu usmjerene antene, ali ne uzima u obzir toplinske gubitke u njemu.

Ko e. parcela pojačanja antene

Koeficijent pojačanja antene u ovom smjeru je broj koji ukazuje na dobitak snage od upotrebe usmjerene antene, uzimajući u obzir gubitke topline u njemu:

Ekvivalentna izotropna emitirana snaga

Ekvivalentna izotropna emitirana snaga je proizvod koji se sažima na antenu za napajanje na maksimalnu vrijednost njegovog koeficijenta dobiti.

Koeficijent disperzije antene

Koeficijent disperzije antene je broj koji prikazuje udio zračene snage koji dolazi do udjela bočnih i stražnjih latica.

Određuje moć koja dolazi do glavne latice Henne

Aktivna dužina antene

Aktivna dužina antene je hipotetički ravni vibrator s jednoličnom raspodjelom struje duž cijele dužine, što u smjeru maksimalnog zračenja stvara istu vrijednost čvrstoće polja kao i antena koja se razmatra s istim strujom u okviru Ulaz.

U mediju za otpornost na talasa, aktivna dužina antene određuje se izrazom.

Polarizacija elektromagnetskih talasa

Polarizacija elektromagnetskih talasa (Franz. Polarizacija; originalni izvor: Grčka. Polos Osovina, pol) - Osnovana aksijalna simetrija poprečnog vala u odnosu na smjer distribucije ovog vala. U nepolarizovanom valu oscilacija vektora i V pomicanje i brzina u slučaju elastičnih talasa ili vektora E i H napona električnih i magnetskih polja u slučaju elektromagnetskih valova u svakom mjestu u svim vrstama u svim vrstama prostora Avion, okomito na smjer širenja vala, brzo i nasumično zamijeni jedno drugo. Dakle, nijedna od tih područja oscilacija nije preferencijalna. Poprečni val bit će pozvan polariziran ako na svakoj tački prostora smjer oscilacija ostaje nepromijenjen ili varira s vremenom prema određenom zakonu. Ravna polarizirana (linearno polarizirana) nazivat će se valom sa stalnim smjerom oscilacija, respektivno, s ili e vektorima. Ako su krajevi ovih vektora opisani s vremenom kruga ili elipsa, val će se zvati kružno ili eliptično polariziran. Može se pojaviti polarizirani val: zbog nedostatka aksijalne simetrije u uzbudljivom uzbudljivom valu; Prilikom odražavanja i prehrambenih talasa na granici dijela dva okruženja (vidi Brewster Law); Kad se val propagira u anizotropnom mediju (vidi dvostruku sijalicu).
(vidi veliki enciklopedijski politehnički rječnik)
U praksi: Ako signal iz televizijskog centra ide u horizontalnu polarizaciju, antenska vibratora trebaju biti smještena paralelno sa kopnenim ravninom, ako se signal prenosi u vertikalnoj polarizaciji, antenski vibratori moraju biti u obliku kopnenog aviona ako je Signali se prenose u dvije polarnizacije, a zatim trebate koristiti dvije antene i signale od njih za sumiranje. U zoni samouvjerenog prijema možete staviti jednu antenu pod uglom od 45 stepeni u kopnenu ravninu.
Satelitski televizijski signal prenosi se na zemlju u linearnim i u kružnoj polarizaciji. Za primanje takvih signala, različite pretvarače koriste: Na primjer, za kontinent TV linearni pretvarač i za trobojni TV - kružni pretvarač. Oblik i veličina ploče ne utječu na polarizaciju.

Važan parametar antene je ulazni otpor: (impedancija ulazne antene) koja ga karakteriše kao opterećenje za prijenos uređaju ili ulagača. Otpor ulazne antene naziva se omjer napona između vezenske točke (točka uzbuđenja) antene na ulagač, na tekućinu na tim točkama. Ako antena pokreće valovod, tada se ulazno otpornost određuje odraz nastalih na stazi Wavewuide. Ulazni otpor antene sastoji se od količine otpornosti zračenja antene i otpornosti gubitka: z \u003d r (ZN) + R (znoj). R (sal) - uopšte, vrijednost je složena. U rezonanci, reaktivna komponenta ulazne impedance mora biti nula. Na frekvencijama iznad rezonantne impedance je induktivna, a na frekvencijama ispod rezonantne kapacitivne prirode, što uzrokuje gubitak energije na granicama radnog opsega antene. R (znoj) - Otpornost na gubitak antene ovisi o mnogim faktorima, na primjer, iz blizine na površini zemlje ili provodljivih površina, magijskih gubitaka u elementima i žicama antene, izolacijskih gubitaka. Ulazna impedancija antene mora biti u skladu sa valnim otpornošću putanje ulagača (ili sa izlaznim otporom predajnika) kako bi se u zadnjem režimu pružio blizu načina putovanja.
U televizijskoj anteni ulaznu impedansu: Logoerodična antena je 75 ohma, na talasu talasa - 300 ohma. Za antene valnog kanala, kada se koristi televizijski kabel sa valnim otporom od 75 ohma, potreban je odgovarajući uređaj, RF transformator.

Koeficijent stojeći val (KSV)

Koeficijent stojećeg vala karakterizira stupanj odobrenja antene sa ulagačem, kao i koordinacijom proizvodnje predajnika i ulagača. U praksi se uvek deo prenesene energije odražava i vraća se na predajnik. Reflektirana energija uzrokuje pregrijavanje predajnika i može ga oštetiti.

CWS se izračunava na sljedeći način:
KSV \u003d 1 / kbv \u003d (U Pad + U OTR) / (U Pad - u OTP), gdje u Pad i u OTR - Amplituda incidenta i reflektirane elektromagnetske valove.
Uz amplitude pada (u pad) i reflektiranim (u OTP) talasima u CBW liniji povezani su s odnosom: kbb \u003d (u pad + u otp) / (u pad - u otr)
U idealnom slučaju, KSW \u003d 1, vrijednosti do 1,5 smatraju se prihvatljivim.

Dijagram hrane (DN)

Dijagram zračenja jedna je od najvišijih karakteristika primljenih svojstava antene. Izgradnja dijagrama zračenja proizvodi se u polarnim ili u pravokutnim (decertularnim) koordinatama . Razmotrite primjer ugrađen polar koordinate Grafikon antene tipa "valni kanal" u vodoravnoj ravnini (Sl. 1). Koordinatna mreža sastoji se od dva retka sistema. Jedan sistem linije je koncentrični krug s centrom na početku koordinata. Opseg najvećeg radijusa odgovara maksimalnom EMF-u, čija je vrijednost uvjetno preuzeta jednaka jednom, a ostatak kruga - intermedijarne vrijednosti EDC-a iz jedne do nule. Drugi sustav linija koji formira koordinatnu mrežu je greška izravnog, koja podijeli središnji ugao od 360 ° na jednake dijelove. U našem primjeru ovaj je ugao podijeljen na 36 dijelova 10 ° u svakom.

Predlažemo da radio talas dolazi iz smjera prikazanog na slici. 1 strelica (ugao 10 °). Iz obrasca zračenja može se vidjeti da ovaj smjer dolaska radio talasa odgovara maksimalnom EDC-u na terminalima antene. Prilikom primanja radio talasa koji dolaze iz bilo kojeg drugog smjera, EMF na terminalima antena bit će manji. Na primjer, ako radio talasi dolaze pod uglom od 30 i 330 ° (tj. Pod uglom od 30 ° do antenske osi iz direktorija), vrijednost EMF-a bit će 0,7 maksimuma, na uglovima od 40 i 320 ° - 0,5 maksimum i t. D.

Na dijagramu za usmjeravanje (Sl. 1), vidljive su tri karakteristična područja - 1, 2 i 3. Regija 1, što odgovara najvećem nivou primljenog signala, naziva se glavnim , ili glavnu laticu fokusnog lanca. Područja 2 i 3, koja se nalaze na strani reflektora antene nazivaju se stražnjim i bočnim laticama orijentalnog dijagrama . Prisutnost stražnjih i bočnih latica sugerira da antena uzima radio valove ne samo ispred (od strane direktora), već i odostraga (od strane reflektora), što smanjuje imunitet buke u prijemu. S tim u vezi, prilikom postavljanja antene nastoje smanjiti broj i nivo stražnjih i bočnih latica.
Opisani obrazac zračenja, koji karakterizira ovisnost EMF-a na terminalima antene iz smjera dolaska radio vala često se naziva polje ili polje , budući da je EMF proporcionalan čvrstoć na elektromagnetsku polju na recepciji. Oduševljenje EMS-a, što odgovara svakom smjeru dolaska radio vala, može se dobiti dijagramom snage u napajanju (isprekidana linija na slici 2).
Za numeričku procjenu usmjerenih svojstava antene koristimo koncepte ugla otopine glavne latice orphanažnog dijagrama i nivo stražnjih i bočnih režija. Ugao glavne latice dijagrama zračenja naziva se ugao, unutar kojeg EMF na terminalima antene prenosi nivo od 0,7 od maksimuma. Kut rješenja može se odrediti i pomoću uzorka napajanja u pogledu njegovog propadanja do nivoa od 0,5 od maksimalnog (ugao "pola" rješenja za napajanje). U oba "slučajeva, numerička vrijednost ugla rješenja dobiva se, prirodno, isto.
Nivo stražnjih i bočnih latica uzorka fokusa utvrđen je kao omjer EMF-a na terminalima antene prilikom primanja od maksimuma stražnje ili bočne latice na EMF od maksimuma glavne latice. Kada antena ima nekoliko stražnjih i bočnih latica različitih veličina, tada je naznačen nivo najveće latice.

Koeficijent usmjerenog djelovanja (CND)

Koeficijent usmerenog djelovanja: (KND) prijenosnog antene - omjer kvadrata terenske snage stvorene antenom u smjeru glavne latice, na trg terenskog ne-usmjerenog ili usmjerenog reference Antena (polu-talasni vibrator - Dipol, koeficijent usmjerenja u odnosu na hipotetičku nerezalnu antenu je 1, 64 ili 2,15 dB) s istim napajanjem. (CUT) je vrijednost bez dimenzija, može se izraziti u decibelima (DB, DBI, DBD). Već glavna latica (DN) i manje nivo bočnih latica, veći je CBD.
Stvarni izlaz antene na moći u odnosu na hipotetički izotropni emiter ili vibratora poluamerikarak karakterizira koeficijent dobitka za QU (napajanje), koji je povezan sa omjerom:
Ku (moć) \u003d knd - efikasnost (efikasnost antene)

Koeficijent pojačanja (KU)

Pojačanje (KU) antena - omjer snage pri unosu referentne antene na napajanje na ulaz antene koji se razmatra, pod uvjetom da se obje antene kreiraju u ovom smjeru ista udaljenost Jednake vrijednosti čvrstoće polja tijekom zračenja napajanja, a pri prijemu, omjer sposobnosti raspoređenog na dogovorenim opterećenjima antena.
KU je vrijednost bez dimenzija, može se izraziti u decibelima (DB, DBI, DBD).
Dobivanje antene karakterizira se pojačavanje snage (napon), koji se dodjeljuje u dosljednom opterećenju spojenom na izlazne kopče antene koja se razmatra, u usporedbi s "izotropnim" (koja ima kružnu dnu) antenu ili, na primjer , vibrator pola talasa. Neophodno je uzeti u obzir usmjerna svojstva antene i gubitka u njemu (efikasnost). Televizija koja prima antene (KU) jednaka je koeficijentu ciljane antene (KND), jer Učinkovitost takvih antena je u roku od 0,93 ... 0,96. Koeficijent dobitka širokopojasnih antena ovisi o frekvenciji i neujednačenom u cijelom frekvencijskom opsegu. U pasošu na anteni često ukazuju na maksimalnu vrijednost (KU).

Omjer efikasnosti (efikasnost)

U režimu prenosa (efikasnost) je omjer snage zračene antene na snagu podređenom njoj, jer postoje gubici u izlaznoj kaskadi predajnika, u dovodniku i antena, uvijek je efikasnost antene uvijek Manje od 1. U prijemnim televizijskim antenama, efikasnost je unutar 0, 93 ... 0,96.

Dizajn, proizvodnja i upotreba antena za duge (DV) raspone, srednji (i), i kratki (KB) talasi sadrže znatno manje problema od antene za VHF raspon, posebno televiziju. Činjenica je da u Crvenim bendovima, CB, KB odašiljači, u pravilu imaju veliku snagu, širenje radio talasa ovih raspona povezano je sa velikim vrijednostima difrakcije i refrakcije u atmosferi i uređajima za prijem imati visoka osetljivost.

Prilikom prenošenja i primanja signala u VHF rasponu, a posebno televizijski signal, osiguravanje potrebnih vrijednosti ovih parametara uzrokuju brojne poteškoće, naime: postizanje kapaciteta televizijskih predajnika, kao što je emitovanje, kao što je emitovanje još uvijek bilo je nemoguće; Pojave difrakcije i refrakcija u rasponu VHF-a su neznatni; Osjetljivost televizijskog prijemnika ograničena je nivoom vlastitog buke i zbog potrebe za primanjem širokopojasnog signala oko 5 μV. Stoga, za primanje TV ekrana na visokoj razini, nivo ulaza mora biti najmanje 100 μV. Međutim, zbog male snage predajnika i najgorih uvjeta za širenje radio filtera, čvrstoća elektromagnetske polje na prijemnom mjestu je niska. Odavde se pojavljuje jedan od glavnih zahtjeva za televizijsku antenu: s ovom poljskom snagom na prijemnom mjestu, antena bi trebala osigurati potrebni napon signala za normalan rad televizijskog prijemnika.

Antena koja prima jedan je žičani ili žičani sustav namijenjen pretvaranju energije elektromagnetskih valova u energiju visokih frekvencijskih struja. Parametri antena Kada radite na primanjem i prijenosu su identični, tako da možete primijeniti princip reciprociteta antenskih uređaja koji pružaju mogućnost nekih karakteristika i parametara antena kako bi se odredili u režimu prijenosa, dok su drugi u režimu prijema.

Radio talasi, koji padaju na okolne predmete, sugeriraju visokofrekventne električne struje. Potonji stvara elektromagnetsko polje, a refliktan je elektromagnetski val. Antena uzima i izravne i reflektirane radio talase, što dovodi do izobličenja slike na TV ekranu.

Eksperimentalne studije su pokazale da pri korištenju vertikalne polarizacije, značajno veći talasi dođe do mjesta prijema nego korištenje horizontalne polarizacije. To se objašnjava činjenicom da u okolnom prostoru, posebno u gradovima postoji mnogo vertikalnih, dobro reflektirajućeg prepreka (zgrade, stubovi, cijevi, magneti). Prilikom odabira vrste polarizacije uzimaju se u obzir i svojstva antena. Strukturno vodoravne antene su jednostavnije vertikalne. Gotovo svi imaju referencu u vodoravnom ravninu, što slabi prijem smetnji i reflektirane valove zbog prostorne selektivnosti.

Televizijske antene za prijem moraju ispunjavati sljedeće osnovne zahtjeve:

Imaju jednostavan i jednostavan dizajn za upotrebu;

Visoka prostorna selektivnost;

Preskočite široku frekvencijsku opsegu;

Osigurati visok omjer nivoa signala na nivo smetnji prilikom primanja;

Imaju slabu ovisnost ulaznog otpora i dobitak frekvencije.

Otpornost na ulazne antene

Antena je izvor signala koji karakterizira elektromotalna sila (EMF) i unutarnji otpor, koji se naziva ulaznim otporom antene. Ulazni otpor određuje se prema stavu smjera na kopčenjima antene na struju na unosu ulagača. Veličina ulaznog otpornosti antene treba znati kako bi se pravilno uskladila sa antenom sa kablom i TV-om: samo u isto vrijeme, najveća snaga dolazi do unosa televizora. Uz odgovarajuću koordinaciju, ulazni otpor antene treba biti jednak ulaznom otpornosti kabla, koji zauzvrat treba biti jednak ulaznom otpornosti televizora.

Otpornost na antenu je aktivna i reaktivna komponenta. Ulazni otpor antene konfiguriran na rezonancu je čisto aktivan. To ovisi o vrsti antene i njegove konstruktivne karakteristike. Na primjer, ulazni otpor linearnog vibratora polu-talasa je 75 ohma, a vibrator petlje je oko 300 ohma.

Harmonizacija antene sa kablovskim ulagačem

Koordinacija antene sa kablom karakteriše koeficijent trkaćeg talasa (CBW). U nedostatku savršene harmonizacije antene i kabla, postoji odraz talasa incidenta (ulaznog napona), na primjer, od kraja kabla ili druge točke, gdje se njegova imovina dramatično mijenja. U ovom slučaju, duž kabela, incident i reflektirani talasi distribuiraju se u suprotnim smjerovima. Na tim točkama na kojima se poklapaju faze oba talasa, ukupni napon je maksimalan (zamka), a na bodovima gdje su faze suprotne, to je minimalno (čvor).

Koeficijent pečenja vala određuje se omjerom:

U idealnom slučaju, KBW \u003d 1 (kada se odvija režim trčanja Wave, I.E. signal na TV ulaz prenosi se na maksimalnu moguću snagu, jer u kablu nema reflektiranih talasa). To je moguće prilikom starenja ulaznih otpora antene, kablova i televizije. U najgorem slučaju (kada U min \u003d 0) Cbw \u003d 0 (postoji stalni talasni režim, odnosno, amplitude incidenta i reflektirani valovi su jednaki, a energija duž kabla ne prenosi).

Koeficijent stojećeg vala određuje se omjerom:

Koeficijent usmjerenja i koeficijent pojačanja antene

Recepcija Nestranačna antena uzima signale iz svih smjerova. Antena za usmjeravanje ima prostornu selektivnost. Važno je, jer na malom nivou orijentacije polja na mjestu prijema, takva antena povećava nivo primljenog signala i slabi vanjski smetnji koji dolazi iz drugih smjerova.

Koeficijent usmjerenog antene je broj koji pokazuje koliko puta je moć koja dolazi na televizijsku ulaz prilikom uzimanja usmjerene antene, više snage, koja se može dobiti prilikom uzimanja ne-smjerne antene (s istim čvrstoćom).

Svojstva uzorka antene karakteriziraju se uzorak orijentacije. Uzorak usmjerenog antena je grafički prikaz ovisnosti o naponu signala na televizoru iz antene za rotaciju antene u odgovarajućem ravninu. Ovaj dijagram karakterizira ovisnost EMF-a, induciranog u anteni elektromagnetskim poljem, iz smjera dolaska signala. Izgrađen je u polarnom ili pravokutnog koordinatnog sustava. Na sl. 12predstavljeni su uzorci smjera antena "val kanala".

Sl. 1. Dijagram zračenja antene u polarnom koordinatnom sustavu

Obrasci antena najčešće su višestruki tretmani. Latica koja odgovara pravcu talasa koji dolazi na koji je maksimalni EMF u anteni naziva glavna. U većini slučajeva dijagram zračenja ima čak i obrnuto (stražnji) i bočne latice. Za pogodnost usporedbe, razne antene njihovog zračenja normaliziraju se, I.E., grade u relativnim vrijednostima, uzimajući najveći EDC po jedinici (ili za sto posto).

Glavni parametri dijagrama zračenja su širina (ugao otopine) glavne latice u vodoravnim i vertikalnim avionima. U širini glavne latice sudile su smjernice antene. Nego što je ta širina manja, veća je fokus.

Sl. 2. Dijagram uzorka antene orijentacije u pravougaonom koordinatnom sistemu

Nivo bočnih i stražnjih latica karakterizira imunitet antene buke. Određuje se upotrebom zaštitne antene za koeficijent za zaštitu (CDD), pod kojim je omjer snage koji je antena objavio na dosljednom opterećenju tokom zadnjeg ili bočnog smjera, na istim opterećenjem prilikom uzimanja iz glavnog smjera .

Često se koeficijent zaštitnog djelovanja izražava u logaritamskim jedinicama - decibelama:

Smještena svojstva antene karakteriziraju i koeficijent usmjerenja (rez) - broj koji označava koliko puta je moć signala stizala na televizijsku ulaz prilikom uzimanja zadane usmjerene antene, više snage koje bi se mogle dobiti prilikom uzimanja ne -Dokretni ili usmjereni referentna antena. Kao referentna antena, najčešće se koristi vibrator polu-talasa (dipol), koeficijent usmjerene akcije u odnosu na hipotetičku nerezalnu antenu iznosi 1,64 (ili 2,15 dB). KRD karakterizira maksimalni mogući dobitak na snazi, koji može dati antenu zbog svojih usmjerenih svojstava u pretpostavci da u njemu nema gubitka. U stvari, svaka antena ima gubitke i daje joj dobitak na vlasti uvijek je manji od maksimumalnog mogućeg. Realnom pobjedničkom antenom za moći u odnosu na hipotetički izotropni emiter ili vibratora poluamerikarak karakteriše koeficijent snage snage Do R.koji je povezan sa CBD-om po omjeru:

gde η - Efikasnost (efikasnost) koeficijent antene.

Efikasnost antene karakterizira gubitak snage u anteni i omjer je snage zračenja u količini zračenja i gubitaka, odnosno na punu snagu, koja se isporučuje u antenu iz predajnika:

gde P u. - snaga zračenja, P N. - snaga gubitka.

Enterna propusnost

Osnom propusnosti primatelja televizijske antene je frekvencijski spektar, unutar kojeg se isporučuju sve glavne vrijednosti njegovih električnih karakteristika. Odziv frekvencije konfigurirane antene sličan je rezonantnoj krivini. osciljački krug. Stoga se analogijom sa širinom pojaseve propusne širine, također može definirati širinu pojasa antene.

Na rezonantnom (fiksnom) frekvenciji antene ima određenu veličinu ulaznog otpora, što je u skladu sa otporom opterećenja. Za ovu frekvenciju obično se prihvaća prosječna frekvencija. televizijski kanalNa kojem je reaktivna otpornost antene nula. Na frekvencijama ispod rezonantnog, to je kapacitivan, a na frekvencijama iznad rezonantnog - induktivnog.

Dakle, promjena frekvencije vodi i na promjenu aktivne komponente i izgled reaktivne komponente ulaznog otpora. Kao posljedica toga, snaga se podignu na opterećenje smanjuje se.

Ovo je posebno uočljivo na ekstremnim frekvencijama većine udaljenih od rezonantne frekvencije. Dopušteno smanjenje snage ne više od dva puta. Na osnovu ove propusne širine 2AF.to se smatra takav frekvencijskim spektrom u blizini rezonantne frekvencije unutar kojeg se napajanje umanjuje za više od dva puta.

Za pružanje dobra kvaliteta Prijem antene trebao bi proći cijeli spektar frekvencije televizijskog signala koji je 8 MHz za jedan kanal za jedan kanal. Kvaliteta slike ostaje prilično dobra ako antena pređe frekvencijski pojas od najmanje 6 MHz. Daljnje sužavanje frekvencijskog benda dovodi do pogoršanja kvalitete slike i gubitka njene jasnoće. Većina efektivna metoda Proširenje propusne širine je smanjenje ekvivalentnog otpornosti na talasa vibratora povećanjem njegovih poprečnih dimenzija. Na ovaj način se povećava sposobnost molitve i snažno induktivnost vibratora opada. Između ostalog, širina antene ograničena je na propusnost ulagača za smanjenje.

otpornost na ulazne antene. Vjeruje se da je dosljedno povezana reaktivna i aktivna otpornost. Ali u anteni ili u hranitelju nema stvarne otpornike, kondenzatora ili induktora. Sve je to samo rezultat izračunavanja antenskog lanca ekvivalentne im je. Neka se određena "crna kutija" koristi kao opterećenje, na ulazni konektor u kojem se isporučuje HF napon. Na ovoj povezivanju zapravo možete izmjeriti trenutni napon u 'i struju I', kao i faznu razliku između njih J. Ulazni otpor je izračunata aktivna i reaktivna otpornost, a koji se povezuje na koji je ovaj RF napon potpuno isti u ', i' i J.
Poznato je da takav ekvivalent može imati i dosljedan (serijski, ZS \u003d RS + JXS) i paralelni (paralelni, ZP \u003d RP || + JXP) spoj aktivnog i reaktivnog otpora. Svaki uzastopni spoj aktivnog (RS) i reaktivnog (XS) otpora odgovara paralelnom spoju aktivnog (RP) i reaktivnog (XP) otpora. Općenito, urođeno u HercegoviniRP i XSokretniexp. Dajem formule za koje možete preračunati numeričke vrijednosti iz jedne veze na drugu.

Na primjer, preračunavamo uzastopnu vezu ZS \u003d 40 + J30W u paralelni ZP.

Češće se koristi ekvivalent sekvencijalne inkluzije, ali i ekvivalent paralelno uključivanje ima istu praktičnu vrijednost. ZS se naziva sekvencijalno inkluzivnom impedancijom, R - resulara, x - reaktant i ZP impedancija paralelne inkluzije. Unuda se često koristi u paralelnoj inkluziji, ali ovu provodljivost i vidljivost kada se koristi uvelike smanjena. Obično pojam "impedancija" ukazuje na to da govorimo o sekvenčnoj vezi ekvivalentnog aktivnog i reaktivnog otpora.

88) Moć koja se isporučuje u antenu i emitiraju antenu.

Snaga je podijeljena na dva dijela:

1) emitiran

2) Gubici na aktivnom otporu (u zemlji, u okruženju metalnih vodiča, udubljenja, zgrada itd.)

- Emitirana snaga, kao za bilo koji linearni krug, proporcionalan je kvadratu trenutne trenutne vrijednosti u anteni.

- Koeficijent proporcionalnosti.

Otpornost na zračenje može se definirati kao koeficijent vezanje antene sa u ovom trenutku antene.

(oblik antene, geometrijske dimenzije, l.)

– korisna snaga

Gubitak energije:

- ekvivalentni otpor gubitka u vezi sa trenutnim I.

- puna snaga (zbrajana na antenu)

gde - aktivna otpornost na antenu u točki

Uveden je koncept efikasnosti antene za procjenu efikasnosti antene Povećanje mora biti smanjeno.

89) Simetrični električni vibrator u slobodnom prostoru.

Približni zakoni trenutne distribucije i naplaćuje vibrator.

Sl. 15. Simetrični vibrator

Simetrični vibrato - dva identična ramena u veličini i obliku, između kojih se generator uključi.

Prije razvoja stroge teorije simetričnog vibratora (kraj 30. početka 40-ih), pri izračunavanju polja vibratora koristi se približna metoda. Zasnovan je na pretpostavci sinusoidne raspodjele struje nad vibratorom (Zakon stajaćih talasa) povezan s nekom vanjske analogije između simetričnog vibratora i 2-žične linije otvorena na kraju.

Predavanje 9.

^ Izotropni emiter
Simetrični vibrator
Glavne karakteristike antena. Amplituda karakteristična za smjer antene
Otpornost na zračenje
Antena otpora talasa
Otpornost na ulaz
Gubitak otpora

Izotropni emiter.

Pod izotropnim emiterom je uređaj koji je ravnomjerno i jednako emitira elektromagnetsku energiju u svim smjerovima.

Međutim, u praksi ne-usmjerenih emitova ne postoji. Svaka prenošenje antene, čak i najjednostavnije, zrači energiju neujednačene i uvijek postoji smjer u kojem se emitira maksimalna energija.

Najjednostavniji ili elementarni emiter je elektromagnetski električni vibrator koji se sastoji od vrlo kratke u odnosu na talasnu dužinu žice, pojednostavljene električni udar, amplituda i faza su ista bilo gdje u žici. Praktični model elementarnog vibratora je Dipol Hertz. Struktura zračenja dipola HERTZ ima maksimum na određenoj tački laganja na direktnom štandu za okomit. Duž dipola \u003d 0.
^

Simetrični vibrator.

Sastoji se od dva provodnika iste dužine, između kojih se navodnu liniju uvlači - uvlačenje povezivanje antene s predajnikom.

Najviše frekvencija su simetrični vibrator L dužina L u pola , nazvana vibratorom polu-talasa. 37a.

Zbog razmišljanja struje i napona na krajevima žica antena duž žica postoji stojeći val struje i napona.

Duž vibratora pola talasa instaliran je kat trenutnog i naponskog vala, duž vibratora u talasu - val struje i napona Sl.37B. Međutim, u svakom slučaju, trenutni montaža i napon je instaliran na krajevima.
^

Glavne karakteristike antena.

Amplituda karakteristična za smjer antene.

Upravlja se u režiranim svojstvima antena za određivanje amplitude karakteristike u smjeru, I.E. Ovisnost napetosti emitirane antenske polje E. (, ) na točku zapažanja na konstantnoj udaljenosti. Grafička slika amplitude karakteristike orijentacije naziva se obrazac zračenja, koji je prikazan kao površina opisana odlaznim koordinatama radius-vector, čija je dužina u svakom smjeru proporcionalna funkciji F. (, ) .

Dijagram fokus izgrađen je kao u polarnom (Sl. 38a) i u pravokutnom (Sl. 38b) koordinatni sustav.

Smjer antena maksimalne zračenje naziva se glavnim smjerom. A odgovarajuća latica je glavna stvar. Preostale latice su strane. Upute u kojima antena ne prihvaća i ne radi se zračenje naziva se nulama orijentacijskog dijagrama.

Glavna latica karakterizira širinu pola snage  0,5 i nulta širina  0. Širina  0,5 određuje se s dna na nivou 0.707, uzima se iz činjenice da je snaga na nivou 0,5 i čvrstoća polja na nivou 0,707 povezana s odnosom

R 0,5 / R Makh = E. 2 0,707 / E. 2 Makh = 0,5 .

Koeficijent usmjerenja KRD karakterizira sposobnost antene da koncentrira emitirani elektromagnetski polje u bilo kojem smjeru. Odnos je gustoće toka moći koje emitira antena u ovom smjeru do protoka snage u prosjeku nad svim smjerovima. Drugim riječima, prilikom određivanja CBD-a, antena se uspoređuje s zamišljenom, apsolutno nesmjesnom ili izotropnom antenom koja emitira istu snagu kao i razmatrane.

Za antene otvora blende

Do ND = 4. Do gore S A. /  2 ,

Gde: Do Exp - koeficijent korištenja zračenja površine instrumentacije;

S. A - prostor za otvaranje antene.

Većina rrl antena i satelitski sistemi Širina prijenosa dana na pola snage u vertikalnom ravninu otprilike je jednaka širini dijagrama u vodoravnoj ravnini.

Za računovodstvo efikasnosti stvarne antene uveden je koncept dobitka antene koji se određuje odnosom

G \u003d.  A. Do ND ,

gde:  ali = R  / R 0 - Efikasnost antene;

R  - Emitirana snaga antene;

R 0 - Snaga isporučena na antenu.

Antenska dobitka prikazuje koliko puta bi se moćno napajanje antene treba smanjiti u usporedbi s napajanjem isporučenom na izotropnu emiter sa efikasnošću jednakom 1 tako da je čvrstoća polja u recepciji na recepciji ostala nepromijenjena.

U rasponu decimetara i centimetrskih talasa  a  1 , pa tako

G \u003d K. ND.

Koeficijent zaštitne akcije CDD-a uvodi se kako bi se okarakterizirala stupanj slabljenja antenskih signala usvojenih sa bočnih smjerova, a izračunava se formulom Do ovdje = G. Makh / G. CIS, gde G. Makh I. G. Cack - koeficijenti pojačanja antene u smjeru glavne latice dana i u bočnom smjeru.
^

Otpornost na zračenje.

Antena za otpornost na zračenje R. Ja sam - pokazatelj koji ima dimenziju otpornosti i obvezujuće zračenu snagu p od radijalno sa strujom I. I teče kroz bilo koji presjek antene

R. SL = R SL / I. Ali 2 .

Budući da su struje i naponi duž dužine antene neravnomjerno raspoređeni, a zatim za zaokruživanje veličine R. U većini slučajeva zračna moć odnosi se na kvadrat maksimalne trenutne amplitude (u svjetionik) ili na kvadratu struje na ulaznim kopčima antene.

Vrijednost R. Zavisi od odnosa između veličina antene i talasne dužine, oblika antene i drugih faktora.

Dakle, povećanje dužine osamljenog simetričnog vibratora do l. \u003d , dovodi do povećanja otpornosti zračenja. Međutim, padne, onda se opet povećava.

Uglavnom R. Ja sam složen lik.

Na primjer, za tanki vibrator polu-talasa R. SL = 73,1 OM, A. H. SL = 42,5 Ohm.

Povećanje debljine vibratora dovodi do smanjenja veličine valnog otpora.
^

Valna antena otpornost.

Antena otpora talasa Z. OA je jedan od važnih parametara. Razmatrati otpornost na talasa Metode teorije dugih linija.

Za jednu dužinu cilindričnog vodiča L. Na koju se može dodijeliti antena u obliku simetričnog vibratora, izračunata formula ima izgled

gde: r. P je polumjer dirigenta.

Povećanje debljine dirigenta dovodi do smanjenja talasnog otpora.
^

Ulazni otpor.

Ulazni otpor antene je pokazatelj koji predstavlja odnos napona na stezanju antene na struju koja teče kroz njih. Općenito, ovaj otpor ima sveobuhvatan karakter.

Z. Avh = R. Avh + ix Avh

gde: R. ABC je aktivna komponenta ulaznog otpora;

H. ABC je reaktivna komponenta ulaznog otpora.
^