- •1. Антенні пристрої вступ
- •Лінія радіозв’язку та її особливості
- •1.2. Характеристики та параметри антен
- •1.3. Елементарні електромагнітні вібратори
- •1.4. Дротові антени
- •1.4.1. Симетричні вібраторні антени
- •1.4.2. Багатовібраторні антенні системи
- •1.4.3. Несиметричні вібраторні антени
- •1.4.5. Спіральні антени
- •1.4.4. Рамкова антена
- •1.5. Апертурні антени
- •1.6. Антенні решітки
- •2. Поширення радіохвиль
- •2.1. Радіохвилі та їх розподіл за піддіапазонами
- •2.2. Поширення радіохвиль у вільному просторі
- •2.2.1. Формула ідеального радіопередавання
- •2.3. Вплив поверхні Землі на поширення радіохвиль
- •2.3.2. Область простору, яка є суттєвою при відбитті радіохвиль
- •2.4. Вплив тропосфери Землі на поширення радіохвиль
- •2.4.1. Стисла характеристика тропосфери як середовища поширення радіохвиль
- •2.4.2 Рефракція радіохвиль у тропосфері
- •2.4.3. Відбиття й розсіювання хвиль на неоднорідностях тропосфери
- •2.5. Поширення радіохвиль в іоносфері
- •2.5.2. Поширення радіохвиль в однорідному іонізованому газі
- •2.5.3. Заломлення та відбиття радіохвиль в іоносфері
- •2.6. Особливості поширення радіохвиль різних
- •2.6.1. Особливості поширення міріаметрових та кілометрових радіохвиль
- •2.6.2. Особливості поширення гектометрових хвиль
- •2.6.3. Особливості поширення декаметрових радіохвиль
- •2.6.4. Особливості поширення метрових радіохвиль
- •2.6.5. Особливості поширення мікрохвиль
- •Список літератури
1.2. Характеристики та параметри антен
З
розгляду рис.1.1 випливає, що незалежно
від конструктивних особливостей антенних
пристроїв, всі вони характеризуються
загальними за фізичним змістом
параметрами. Частина характеристик
стосується енергетичних властивостей
антен, частина – до просторових
характеристик. Є ще й третя частина
характеристик, що визначає ефективність
антени як перетворювача енергії фідера
в енергію електромагнітного поля. На
підставі таких принципів в табл. 1.1
надано характеристики радіопередавальних
антен. При аналізі антен, що знаходяться
в режимі приймання, необхідно враховувати
деякі додаткові обставини. Фідер та
вхідні кола радіоприймача є комплексними
навантаженнями
,
і можуть розцінюватись як вхідний опір
радіоприймача. Власно приймальна антена
при цьому розглядається як еквівалентне
джерело деякої електрорушійної сили
(ЕРС) Є
з внутрішнім опором
.
№ |
Енергетичні характеристики |
Просторові характеристики |
Якісні характеристики |
1 |
|
|
|
2 |
-
потужність випроміню-вання є частиною
активної потужності |
|
|
3 |
|
|
|
Т
аблиця
1.1
№ |
Енергетичні характеристики |
Просторові характеристики |
Якісні характеристики |
4 |
|
D
- коефіцієнт спрямованої дії (КСД) –
це число, що є мірою збільшення
потужності ізотропної антени
|
|
5 |
|
|
Діапазонні
властивості визначаються шириною
смуги робочих частот
|
6 |
|
|
|
З
акінчення
табл.1.1
Під
впливом ЕРС в навантаженні
виникає електричний струм, який можна
розцінювати як позитивний ефект від
застосування каналу зв’язку.
Характеристика
спрямованості (ХС) приймальної антени
за напругою (струмом) визначається як
залежність амплітуди напруги U
(або струму І)
у навантаженні антени, тобто – на
вхідному опорі радіоприймача) від
напряму приходу хвилі у вертикальній
та горизонтальній
площинах. Тому нормовану ХС або ДС
приймальної антени можна надати як:
.
Нормована
ХС (ДС) приймальної антени за потужністю
визначається
як залежність потужності, що виникає
на активній частині RН
вхідного опору, від напрямку приходу
електромагнітної хвилі.
Коефіцієнт
спрямованої дії (КСД) приймальної антени
є числом, що вказує, у скільки разів
треба збільшити потужність випромінювання
радіопередавача,
щоб у навантаженні приймальної антени
виникнув такий саме струм, як й при
прийманні на неспрямовану антену. КСД
характеризує виграш від застосування
спрямованих антен у порівнянні до
неспрямованих (ізотропних) антен.
Діюча
довжина
приймальної
антени є розмірним коефіцієнтом
пропорційності між ЕРС Є
і напруженістю електричного поля Е
в точці розташування антени. Тому при
відомих значеннях та E
маємо:
Є
=
Е
.
Приймальна антена є джерелом власних
ненавмисних шумових коливань, які
обмежують чутливість приймача.
Середньоквадратичний рівень шумів
визначається формулою Найквіста
,
а потужність шуму
,
де
k
=
1,38
10-23
Вт/ГцК
– стала Больцмана; ТШ
– шумова температура;
-
ширина смуги робочих частот.
При безпосередньому підключенні антени до входу радіоприймача, на його вході створюється сигнал потужністю
,
де
- коефіцієнт узгодження антени з вхідним
опором приймача,
,
Pопт - оптимальна потужність, що виділяється приймальною антеною на вході приймача:
;
-
поляризаційні вектори передавальної
та приймальної антен відповідно. При
наявності фідера значення потужності
на вході приймача
,
де
- коефіцієнт корисної дії фідерної
лінії.
В основі конструкції будь-яких антен знаходяться елементарні випромінюючі структури – носії струмів та зарядів (що описуються правими частинами основних рівнянь Максвела). До таких структур можна віднести короткі (у порівнянні з довжиною хвилі ) відрізки лінійного провідника із струмом, або кругового провідника із струмом, або щілину у провідниковій поверхні (наприклад, хвилеводу), на краях якої концентруються електричні заряди протилежних знаків; а також до елементарних структур можна віднести елемент фронту хвилі в отворі (апертурі) чи в вільному просторі.
