Principiul antenei. Antene Areo. principalele tipuri de antene utilizate în echipamentele radio de bord. linii de transmisie a energiei cu microunde. Cele mai puternice antene de interior

În ciuda internetizării pe scară largă a populației din țara noastră, o bună jumătate dintre compatrioții noștri preferă să-și petreacă timpul liber în fața ecranului albastru al televizorului. Diferența dintre un oraș și un rezident din mediul rural în ceea ce privește difuzarea TV este foarte semnificativă. Dacă primii, de regulă, folosesc serviciile TV prin linii dedicate (TV prin cablu), atunci cei din urmă sunt greu de făcut fără o antenă exterioară.

Să încercăm să ne dăm seama cum să alegem antena de exterior potrivită pentru un televizor pentru o casă de casă sau o casă de țară, ce tipuri de aceste dispozitive pot fi găsite la vânzare și, de asemenea, să identificăm o mică listă a celor mai populari și respectați proprietari ai modelelor.

Tipuri de antene

Pentru început, să subliniem principalele tipuri ale acestor dispozitive, care diferă unele de altele în funcție de funcționalitate, aspect și alte caracteristici la fel de importante. Concluziile finale despre oportunitatea unei achiziții ar trebui făcute pe baza nevoilor personale și a geolocalizării locuinței dumneavoastră.

Antena satelit

„Vasele” acum extrem de populare nu depind în niciun fel de apropierea de turnurile de televiziune, deoarece transmit prin satelit. În plus, puterea semnalului unei antene TV satelit în aer liber nu este afectată de teren.

Chiar și cea mai simplă opțiune de „anteră”, cum ar fi offset sau focalizare directă, vă permite să primiți cu ușurință o imagine de înaltă calitate. Aici puteți adăuga un număr mare de furnizori și, în același timp, o mulțime de canale.

În ciuda avantajelor evidente ale unei antene TV satelit în aer liber față de alte dispozitive, aceasta are și propriile sale, pentru unii, dezavantaje critice. În primul rând, este costul. Aici trebuie să cheltuiți bani pe „antera” în sine, iar cu cât terenul este mai rău (climă aspră, apropierea întreprinderilor industriale care perturbă semnalul etc.), cu atât este mai mare diametrul și dispozitivul este mai avansat tehnologic, deoarece la fel cu cât este mai scump. În al doilea rând, va trebui să cumpărați un receptor pentru procesarea transmisiei și, în cazuri dificile, un convector pentru a crea o antenă de exterior pentru un televizor cu amplificator. Și în al treilea rând, pentru difuzarea normală, evident că nu ar fi de prisos să existe un televizor inteligent capabil să producă și să „digere” o imagine de înaltă calitate.

Antene „poloneze”.

Acesta este cel mai simplu, mai nepretențios și mai ieftin dispozitiv dintre care există o mare mare pe piața de electronice. Are un cadru cu zăbrele cu antene și este perfect pentru căsuțele obișnuite. Cu această antenă puteți surprinde o duzină de canale locale, inclusiv ORT și NTV. În plus, având la dispoziție un instrument, puteți face cu ușurință o aparență a originalului cu propriile mâini.

Antenele de exterior pentru un televizor de acest tip sunt amplasate pe casă, acoperiș, stâlpi și alte dealuri, cu partea centrală îndreptată spre turnul TV. Acesta din urmă ar trebui să fie la cel mult 30 km de tine. Dacă terenul local este diluat cu copaci, dealuri, grămezi de deșeuri sau alte obstacole care perturbă semnalul, atunci antena exterioară pentru televizor ar trebui instalată cât mai sus posibil. În cazurile dificile, un amplificator inteligent va ajuta la stabilizarea transmisiei și la eliminarea celor mai multe interferențe.

Antene „poloneze” cu unitate de amplificare

Astfel de dispozitive ies deja de pe linia de asamblare cu un amplificator încorporat și sunt numite „active”. O antenă exterioară pentru un televizor de acest tip extinde în mod semnificativ lista de canale recepționate și îmbunătățește calitatea difuzării.

Designul acestui dispozitiv constă din mai multe blocuri separate, care sunt aranjate într-un anumit mod pentru o percepție maximă a semnalului. Amplificatorul intern vă permite să extindeți zona de recepție la 80 km, recunoscând chiar și cele mai slabe emisiuni (de obicei cu pierderi de calitate). La fel ca în cazul precedent, puteți face o antenă de exterior pentru un televizor cu amplificator cu propriile mâini. Singurul lucru de care veți avea nevoie în afară de materialele descrise mai sus este un convertor de înaltă calitate. Astfel de dispozitive sunt instalate în cel mai înalt punct posibil, adică pe acoperiș sau pe un stâlp/stâlp de casă.

Dispozitive cu val care călătoresc (Uda-Yagi)

Antenele din această clasă au caracteristici de recepție destul de ridicate și sunt compacte. Toate elementele principale ale dispozitivului sunt fixate pe un braț comun. În plus, acest tip de antenă este capabil să funcționeze cu mai multe benzi, ceea ce este foarte important pentru satele îndepărtate și greu accesibile, unde în apropiere există doar turnuri vechi care difuzează la frecvențe non-standard.

Antene digitale

Astfel de dispozitive constau din două părți - un tuner pentru procesarea semnalului digital și un cadru de antenă care este instalat în aer liber. Designul acestuia din urmă este cât se poate de simplu, deoarece principala responsabilitate pentru recepția semnalului revine tunerului. O antenă TV digitală de exterior este perfectă pentru cei care se simt confortabil cu tehnologia modernă, nu se tem de numeroasele setări/variații din meniu și a căror locuință este situată în apropierea orașului. Astfel de dispozitive sunt configurate să primească doar semnalul principal și să ignore bine interferența reflectată.

Tipuri de antene

În total, există două tipuri de antene - pasive și active. Prima opțiune implică un convertor separat/extern, iar a doua - cu un amplificator încorporat. În ceea ce privește calitatea recepției semnalului, acestea diferă puțin, dar în ceea ce privește durata de viață - în mod semnificativ.

Dispozitivele active instalate „ca atare”, adică fără protecție suplimentară, vor dura puțin mai mult de un an, deoarece din cauza vremii nefavorabile și a coroziunii, convertorul încorporat începe să se defecteze. Modelele pasive vin cu un amplificator extern, care poate fi amplasat acasă sau undeva în pod, astfel încât durata de viață a unor astfel de antene este mult mai lungă.

Cele mai bune antene de exterior pentru TV

Pe piața internă de electronice puteți găsi un număr mare de tot felul de dispozitive de recepție de diferite tipuri și tipuri, unde fiecare serie sau model este adaptată la condițiile specifice de recepție a semnalului. Prin urmare, este foarte dificil să desemnați un anumit model ca fiind cel mai bun; trebuie luați în considerare mulți factori individuali (geolocarea casei, turnuri TV din apropiere, calitatea transmisiei semnalului etc.). Ei bine, alcătuirea unei liste cu cei mai buni producători de antene care s-au dovedit bine în ochii cumpărătorilor pretențioși este destul de posibilă.

Antene Delta

Antenele acestei companii sunt de invidiat populare în rândul consumatorilor autohtoni, mai ales că gama de produse a companiei este foarte diversă. Pe rafturile magazinelor puteți găsi atât modele orientate îngust, care sunt concepute exclusiv pentru unde metrice și decimetrice, cât și dispozitive universale de bandă largă.

În plus, marea majoritate a antenelor de la Delta pot funcționa cu un semnal digital. Conectarea și instalarea dispozitivelor este relativ ușoară; trebuie doar să introduceți cablul în conectorul cu amplificatorul F și să fixați dispozitivul în cel mai înalt punct din casă. Antenele fac o treabă bună de recepție și procesare a semnalului chiar și la o distanță considerabilă de la casă până la turnul de televiziune.

Antene Lokus

Gama de produse a companiei include atât modele active (cu convertor încorporat), cât și modele pasive (cu amplificator extern). Cumpărătorii autohtoni sunt atrași în special de politica de prețuri a mărcii și de calitatea foarte bună a produselor.

Designul antenelor este foarte simplu, iar instalarea nu necesită unelte sau pregătire specifice. Dispozitivele sunt proiectate să funcționeze simultan cu două sau trei televizoare, deci sunt potrivite chiar și pentru casele mari.

Antene „Harpoon”

Un alt lider recunoscut în producția de antene de înaltă calitate pe piața internă. Deși prețurile sunt accesibile, dispozitivele companiei sunt renumite pentru „omnivoritatea” lor. Aproape orice model Harpoon este perfect pentru zonele cu recepție incertă a semnalului.

În plus, selectivitatea semnalului bună a acestei mărci de antene scutește în mod semnificativ utilizatorul de interferențe pe ecranul televizorului. Unul dintre dezavantajele critice ale produselor Harpoon este natura lor capricioasă la măsurarea undelor, astfel încât pot apărea probleme atunci când lucrați cu turnuri TV învechite.

Antene GoldMaster

În ciuda prețurilor mai mult decât accesibile ale produselor, dispozitivele acestei companii s-au remarcat prin recepție foarte bună în locuri cu o calitate teribilă a semnalului. Judecând după recenziile utilizatorilor, antenele mărcii GoldMaster fac o treabă excelentă chiar și în zonele rurale îndepărtate: imaginea de pe ecran este fără „zăpadă”, imaginea nu încetinește și nu este întreruptă de semnalele vecine.

În plus, dispozitivele pot rezista aproape oricărei intemperii, fie că este ploaie, zăpadă abundentă sau vânturi furtunoase. Să adăugăm aici prețuri mici la produse și obținem o opțiune de antenă de țară complet optimă.

Conținutul articolului

ANTENĂ, o structură utilizată pentru a transmite sau a primi unde radio (adică, radiații electromagnetice cu lungimi de undă cuprinse între ~20.000 m și ~1 mm). Exemplele de utilizare a antenelor includ transmisiile radio și televiziunea, comunicațiile radio la distanță lungă pe unde scurte și microunde reflectate de antene de satelit, radar - toate aceste procese fizice și sisteme tehnice se bazează pe transferul de energie sub formă de unde electromagnetice prin aerul și spațiul cosmic. Funcția unei antene de transmisie este de a converti energia electromagnetică care vine de la transmițător într-o undă electromagnetică emisă. Pe partea de recepție, este de asemenea necesar să existe o antenă care să primească o parte din energia emisă de antena de transmisie și să o trimită către circuite de detectare și amplificare mai mult sau mai puțin complexe, care stau la baza receptorului. Cm. RADIO ȘI TELEVIZIUNE; RADAR.

TIPURI DE ANTENE

Tipul de proiectare a antenei depinde de lungimea de undă la care trebuie să funcționeze. Pentru a radia eficient energie, antena trebuie să aibă dimensiuni apropiate de lungimea de undă de operare. Prin urmare, la frecvențele joase utilizate la un moment dat pentru comunicațiile radiotelegrafice și radiotelefonice transatlantice (frecvențe de la 16 la 70 kHz, adică unde cu o lungime de 19 până la 4,3 km), un sistem imens de fire de antenă cu o lungime totală de până la 2 km a fost antena scurtă din punct de vedere electric și, prin urmare, s-a dovedit a fi un radiator ineficient. Dacă o astfel de antenă ar fi trebuit să aibă o direcționalitate vizibilă, atunci eficiența ei ar fi foarte scăzută. Dimpotrivă, la frecvențe ultraînalte (micunde), utilizarea unui vibrator simetric cu jumătate de undă cu lungimea mai mică de 1 cm și a unui reflector metalic lustruit cu un diametru de doar câțiva centimetri face posibilă focalizarea foarte eficientă a radiației unui astfel de vibrator într-un fascicul îngust.

ANTENA PENTRU EMISIE RADIO CU MODULARE A AMPLITUDINEI (540–1600 kHz, 550–190 m)

Catarg de antenă de transmisie cu un sfert de undă.

Zona principală de acoperire a unei stații de difuzare este „deservită” de unda de suprafață (sol). Pentru ca o undă să se propagă lângă suprafața pământului, trebuie să aibă polarizare verticală, adică. vectorul câmpului electric de radiație trebuie să fie vertical și, prin urmare, este necesară o antenă verticală. În realitate, este suficient să ai doar o antenă la jumătate de înălțime; motivul pentru aceasta este încărcarea sa în oglindă.

Când un câmp electromagnetic întâlnește un plan conducător pe calea sa, acesta este reflectat specular din acesta. Prin urmare, câmpul electromagnetic creat deasupra unui plan conductor de un anumit sistem de curenți și sarcini se dovedește a fi identic cu câmpul care ar exista dacă în locul unui plan conductor ar exista un sistem de curenți și sarcini reflectat în oglindă, adică. pur și simplu o imagine în oglindă a sistemului real într-un plan dat. Astfel, câmpul de deasupra planului este câmpul unui vibrator simetric cu semi-undă vertical (Fig. 1). Un astfel de vibrator radiază cel mai intens într-un plan perpendicular pe axa sa; în cazul în cauză, aceasta înseamnă că radiația este direcționată de-a lungul suprafeței pământului. În practică, o astfel de antenă este un catarg de oțel cu o înălțime de aproximativ un sfert din lungimea de undă, montat pe izolatori suport (Fig. 2). Pământul este făcut un bun conductor prin îngroparea unui sistem de fire în el, divergente în direcții radiale de la baza antenei. Dacă catargul antenei este echipat cu fire de fixare pentru stabilitate, atunci acestea trebuie împărțite în secțiuni cu izolatori suficient de scurti, astfel încât influența firelor de tiraj asupra câmpului local al antenei să fie nesemnificativă.

Rețele de antene direcționale realizate din stâlpi de antenă.

Există două motive pentru care o stație de difuzare ar putea necesita un model de radiație direcțională. În primul rând, „audienta” sa poate fi localizată în principal pe o parte a locației stației de transmisie. Deci, de exemplu, o stație regională situată într-un oraș de coastă trebuie să creeze un semnal mai puternic în direcția continentală dacă nu este de dorit ca jumătate din puterea sa să se piardă în mare. În al doilea rând, poate fi necesar să se evite interferența reciprocă în zona deservită de orice stație la distanță care operează pe aceeași frecvență; în acest caz, diagrama de radiație a unei stații date ar trebui să aibă radiație zero în direcția către cea îndepărtată.

Directivitatea radiației este adesea obținută prin crearea unei rețele de două sau mai multe catarge de antenă, în care distanțele dintre catarge și fazele de excitare ale antenelor fiecărui catarg sunt selectate pentru a obține modelul de radiație dorit. Să ilustrăm această abordare cu un exemplu. Să fie două catarge de antenă identice, situate la o distanță de jumătate de lungime de undă unul de celălalt și excitați de curenți de aceeași magnitudine și fază. Radiația fiecărei antene este în mod egal direcționată în plan orizontal; Astfel, atunci când este privită de sus, fiecare dintre antene apare ca o sursă punctuală de unde circulare care se propagă uniform în toate direcțiile. Modelul de radiație al unei astfel de matrice cu două antene este determinat de suprapunerea undelor emise de ambele antene. După cum se arată în Fig. 3, punctele situate pe axa vest-est (WE) sunt cu o jumătate de lungime de undă mai departe de un catarg de antenă decât de celălalt. Astfel, în aceste puncte cele două unde emise sunt defazate la 180° și, prin urmare, se anulează reciproc; Ca rezultat, nu există radiații de-a lungul liniei WE în ambele direcții. Punctele situate pe dreapta nord-sud (NS), dimpotrivă, se află la aceeași distanță de catargele antenei, astfel încât ambele unde în aceste puncte sunt în aceeași fază și sunt însumate. Un astfel de sistem se numește o rețea de antene cu radiații laterale (transversale) - modelul său de radiație este prezentat în Fig. 4, A. Dacă stâlpii antenei radiază în antifază (diferența de fază 180°), atunci anularea reciprocă a undelor va avea loc de-a lungul axei NS, iar adăugarea lor va avea loc de-a lungul axei WE. Un astfel de sistem se numește o rețea de antene cu radiații longitudinale (axiale). Modelul său de radiație este similar cu cel al rețelei de radiații transversale, dar rotit cu 90° (Fig. 4, b). Dacă două catarge de antenă sunt amplasate la o distanță de un sfert de lungime de undă unul de celălalt și sunt excitați de curenți de mărime egală, dar unda emisă de catargul estic este cu 90° înaintea celei vestice în fază, atunci diagrama de radiație va avea forma unui cardioid (Fig. 5, linie punctată) . Liniile punctate și continue din figură reprezintă modelele de radiație obținute atunci când catargul estic este avansat în fază cu 45°, respectiv 180°.

Antene de recepție de difuzare.

Antenele de recepție de transmisie cu o înălțime apropiată de jumătate sau chiar un sfert de lungime de undă tind să fie prohibitiv de mari. Din fericire, această limitare nu este adesea semnificativă, deoarece puterea câmpului generată de stația de transmisie este de obicei atât de mare încât chiar și o antenă mică va furniza un semnal mai mult decât suficient pentru un receptor radio modern. Excluzând locațiile extrem de îndepărtate din considerare, trebuie spus că o antenă lungă exterioară nu îmbunătățește raportul semnal-zgomot și de multe ori poate doar să înrăutățească recepția. Majoritatea radiourilor de transmisie vin cu o antenă în buclă sau din ferită încorporată. Un astfel de dispozitiv este un dipol magnetic mic din punct de vedere electric.

Dacă liniile de forță electrice și magnetice care formează câmpul antenei sunt inversate, câmpul rezultat este posibil teoretic în sensul că respectă legile electromagnetismului. Dificultatea este că emisia unui astfel de câmp necesită un analog magnetic al sistemului radiant original; dar analogul magnetic al sarcinilor electrice care se deplasează de-a lungul conductoarelor electrice este unele sarcini magnetice care se deplasează de-a lungul conductorilor magnetici; cu toate acestea, nici o sarcină magnetică, nici un conductor magnetic nu au fost încă descoperite. Există, totuși, un analog magnetic al unui dipol foarte mic - un inductor. Deși dipolul magnetic în miniatură, sau antena buclă, așa cum este numită, este o antenă de transmisie foarte ineficientă, dimensiunea sa mică și capacitatea excelentă de a rezista la interferențe locale și la zgomot o fac un mijloc ideal pentru recepția de emisiuni radio. Modelul de radiație al unei antene bucle mici este prezentat în Fig. 6. Prin rotirea cadrului, puteți, folosind zerouri clar definite ale diagramei care coincid cu axa cadrului, să eliminați recepția interferenței. O astfel de antenă buclă poate fi sub forma unei bobine spiralate plate plasate pe peretele din spate al carcasei receptorului sau sub forma unui solenoid subțire cu un miez de ferită. Datorită zerourilor clar definite ale modelului de radiație, o astfel de antenă buclă este utilizată în echipamentele de găsire a direcției.

Banda de difuzare FM (88 până la 108 MHz) este intercalată între canalele inferioare și superioare ale benzii de televiziune VHF (canalele 2 până la 13); Prin urmare, antenele utilizate pentru transmiterea și recepția semnalelor FM sunt în esență aceleași cu cele utilizate pentru televiziune și, deși următoarea descriere se va ocupa în primul rând de antene de televiziune, acestea din urmă sunt mai mult sau mai puțin potrivite și pentru difuzarea FM. De obicei, atât posturile de radio FM, cât și posturile de televiziune transmit pe unde polarizate orizontal.

ANTENE PENTRU EMISIUNI TV ȘI RADIO FM (54–216 MHz, 5,6 m–72 cm)

Antene de transmisie de televiziune.

O antenă de transmisie de televiziune (sau FM) este de obicei necesară pentru a produce radiații uniform distribuite (nedirecționale) în plan orizontal; totuși, în plan vertical este avantajos să se concentreze radiația într-un fascicul relativ îngust îndreptat către orizont, deoarece aici se află „publicul” de telespectatori și ascultători deserviți. Energia direcționată deasupra sau sub orizont este fie pierdută în spațiu, fie intră în pământ. Caracteristicile modelului de radiație în planul vertical al unei anumite antene de transmisie de televiziune pot fi determinate prin comparație cu modelul corespunzător al unui vibrator orizontal simetric cu jumătate de undă în planul vertical care conține acest vibrator. Câștigul de putere al antenei este definit ca raportul dintre puterea de intrare furnizată vibratorului simetric selectat pentru comparație cu puterea furnizată la intrarea antenei, al cărei câștig trebuie determinat, cu condiția ca ambele antene să ofere aceeași intensitate de radiație în planul orizontal la o distanță de o milă (1,6 km). Puterea radiată efectivă este definită ca puterea în wați transportată prin linia de conectare (alimentator) de la transmițător la antenă, înmulțită cu câștigul antenei. Astfel, puterea radiată efectivă este de obicei mult mai mare decât puterea reală a transmițătorului.

Una dintre problemele de proiectare a antenei care este deosebit de importantă pentru difuzarea de televiziune este eliminarea reflexiilor de la antenă înapoi în linia de conectare. Această energie reflectată este reflectată de transmițător în antenă, unde ajunge cu o întârziere egală cu coeficientul lungimii duble a alimentatorului împărțit la viteza luminii și duce la transmiterea unui semnal de ecou întârziat către antenă. În cel mai rău caz, acest ecou poate apărea pe imaginea primită ca imagine secundară (o imagine slabă reprodusă deplasată spre dreapta), dar chiar și în consecințe mai puțin neplăcute, claritatea imaginii rezultate se deteriorează.

Problema reflexiilor, ca și alte probleme asociate cu proiectarea antenei, atunci când se transmite un semnal de televiziune este agravată de cerințele pentru lățimea de bandă a căii. Informațiile video ale unui semnal de televiziune ocupă o bandă de aproximativ cinci megaherți, care reprezintă aproape 10% din frecvența purtătoare a canalelor inferioare ale gamei TV. Aceasta înseamnă că antena de transmisie de televiziune trebuie să fie proiectată să îndeplinească cerințe stricte nu numai pe o singură frecvență, ci și pe o bandă largă de frecvență. Un vibrator cu fir simetric cu jumătate de undă ar fi complet nepotrivit pentru transmisiile de televiziune, deoarece chiar dacă este coordonat cu alimentatorul și nu există reflexii la nicio frecvență, atunci când frecvența se schimbă cu 5%, dipolul va reflecta un sfert din energia furnizată la intrarea sa în alimentator.

Antena de transmisie de televiziune folosită în practică este un model „turnichet”, care constă din două vibratoare simetrice orizontale încrucișate din țevi cu diametrul de 5 sau 8 cm. Fiecare vibrator are un model direcțional în plan orizontal în forma figurii. 8, iar când două vibratoare sunt excitate cu o schimbare de fază de 90°, diagrama rezultată în același plan devine aproape omnidirecțională. Directivitate în plan vertical (și, prin urmare, câștigul antenei) poate fi îmbunătățită prin instalarea mai multor niveluri de antene turnichet pe catargul antenei, unul deasupra celuilalt.

Antena turnichet este un prototip al uneia dintre cele mai utilizate antene de transmisie de televiziune, numită „super turnichet”. Vibratoarele unei antene simple turnichet au luat forma unor emițători cu configurație fluture - această configurație face posibilă obținerea unei lățimi de bandă de difuzare mult mai mare. Câștigul de putere al unei antene super turnichet cu trei niveluri este de aproximativ 4.

Antene de recepție de televiziune.

Spre deosebire de undele utilizate pentru difuzarea AM, undele utilizate pentru transmisia TV sunt mult mai scurte, astfel încât antene de recepție cu jumătate de lungime de undă sunt fezabile. Astfel, un vibrator simetric cu jumătate de undă de televiziune este atât de mic încât poate fi realizat dintr-un tub rigid. Cu toate acestea, dimensiunea mică chiar și a unei antene lungi din punct de vedere electric la aceste frecvențe înseamnă că zona efectivă de recepție a undei incidente (și, prin urmare, capacitatea antenei de a-și capta energia) este limitată. În plus, datorită lățimii de bandă mari a semnalului de televiziune și a zgomotului distribuit uniform pe canal, receptorul trebuie să primească o cantitate semnificativă de putere pentru a oferi un raport semnal-zgomot acceptabil. În lumina celor de mai sus, devine clar că eficiența antenei joacă un rol important în recepția unui semnal de televiziune.

La frecvențele de funcționare ale difuzării de televiziune, interferențele atmosferice nu au o importanță deosebită, dar antena de recepție va capta o mulțime de interferențe industriale și zgomot cosmic. Prin urmare, este important ca antena de recepție să aibă o direcționalitate clar definită, care să îi permită să nu primească semnale care provin din direcții care nu coincid cu direcția stației de emisie dorită. Un alt tip de interferență care degradează adesea calitatea recepției televiziunii este propagarea pe mai multe căi, în care semnalul dorit ajunge la antena de recepție pe două căi de lungimi diferite. Deci, de exemplu, un semnal poate veni direct de la transmițător, iar altul poate fi reflectat de la un munte sau o clădire. Propagarea pe mai multe căi apare pe ecran sub formă de imagini cu mai multe contur și, pentru a scăpa de ea, trebuie să utilizați o antenă direcțională care vă permite să excludeți recepția de-a lungul unuia dintre cele două fascicule.

Lățimea de bandă a unei antene de recepție de televiziune trebuie să fie foarte mare, deoarece este necesar să acopere nu doar un canal, ci de obicei pe toate cele treisprezece, situate în intervalul de frecvență 4:1. Din fericire, potrivirea liniei de transmisie cu antena, în care reflexiile nu apar, nu este atât de importantă pe partea de recepție, unde nepotrivirea duce doar la pierderea unui semnal slab fără a genera ecouri. Cu toate acestea, potrivirea liniei de conectare la receptor este importantă, dar în acest caz trebuie acordată atenție designului receptorului.

Reflecțiile care apar din neregularitățile din linia de conectare pot cauza mai multe margini sau pierderea clarității imaginii. Aceste reflexii apar adesea dacă un cablu panglică cu două fire trece prea aproape de structuri metalice, cum ar fi tăvi de sârmă sau scurgeri. Acest lucru va deveni clar dacă ne amintim că energia electromagnetică de înaltă frecvență se propagă într-un câmp care ia naștere în jurul firelor care servesc drept conductori ai acestui câmp.

Una dintre cele mai simple antene utilizate pentru a recepționa un semnal de televiziune este dipolul buclă cu jumătate de undă (Fig. 7), care diferă de dipolul convențional cu jumătate de undă prin faptul că impedanța sa de ieșire (300 ohmi) este în concordanță cu tipurile de alimentatoare utilizate în mod obișnuit. , precum și faptul că are o bandă mai largă; cu alte cuvinte, transferă în mod eficient energia electromagnetică recepționată a unei game mai largi de frecvențe în linia de conectare.

Pentru a obține modelul de radiație dorit în planurile orizontale și verticale, antena de bază este de obicei utilizată împreună cu unul sau mai multe elemente pasive. Un element pasiv este o altă antenă situată aproape de cea principală, dar neconectată la alimentator. Este conectat la antena principală (și deci la receptor) numai prin câmpuri locale. Înțelegerea modului în care un element pasiv afectează modelul de radiație al unei antene este ușoară, deoarece folosește în esență același principiu ca o antenă cu matrice omnidirecțională; diferența este că în acest caz doar o antenă este excitată, în timp ce cealaltă primește energie doar din câmpul ei apropiat. Ca exemplu, rețineți că o tijă cu jumătate de undă plasată (așa cum se arată în Fig. 8) la o distanță de un sfert de lungime de undă de un dipol cu ​​jumătate de undă acționează ca un reflector. De ce este adevărat acest lucru poate fi explicat după cum urmează. Câmpul local al antenei excitate (principale) induce sarcini și curenți de semn opus în elementul pasiv, dar din cauza distanței unui sfert de lungime de undă, acești curenți și încărcături sunt în urmă cu aproximativ 100% față de curenții și sarcinile corespunzătoare din antena principală. un sfert de perioadă, adică Curentul din elementul pasiv conduce curentul din antena principală cu aproximativ 90°. Modelul de radiație al unei antene conduse cu un element pasiv este determinat prin suprapunerea ambelor câmpuri de unde radiate. Această situație este foarte asemănătoare cu cea considerată pentru o matrice de difuzare AM omnidirecțională (în plan orizontal); modelul său de radiație este arătat de linia punctată din fig. 5. Aceste două valuri tind să se anuleze reciproc spre elementul pasiv și să se întărească reciproc în sens opus; deci elementul pasiv acţionează ca un reflector. Elementul pasiv nu trebuie să se afle la un sfert de lungime de undă de antena care este excitată. Dacă este plasat foarte aproape de el, de exemplu la o distanță de numai 0,1 lungime de undă, va acționa totuși ca un reflector dacă lungimea sa este făcută cu puțin mai mult de jumătate din lungimea de undă. Creșterea lungimii elementului pasiv îl face inductiv, drept urmare curentul care circulă prin acesta rămâne în fază cu forța electromotoare indusă de câmpul antenei principale. Dacă un element pasiv din apropiere este făcut puțin mai scurt decât jumătate din lungimea de undă, acesta devine un ghid („director”) și concentrează radiația pe partea sa a antenei principale. Toate cele de mai sus sunt direct legate de antenele de recepție. Deoarece modelele de radiație de transmisie și recepție sunt aceleași, directorii și reflectoarele pasivi pot fi utilizați în antenele de recepție de televiziune pentru a obține modelul de radiație necesar. În Fig. 9.

Pe lângă proprietățile undelor radio, este necesar să selectați cu atenție antenele pentru a obține performanțe maxime în recepția/transmisia semnalului.
Să aruncăm o privire mai atentă asupra diferitelor tipuri de antene și a scopurilor acestora.

Antene- transformă energia vibrațiilor de înaltă frecvență de la emițător într-o undă electromagnetică capabilă să se propagă în spațiu. Sau, în cazul recepției, produce o conversie inversă - o undă electromagnetică în oscilații HF.

Model direcțional- reprezentarea grafica a castigului antenei, in functie de orientarea antenei in spatiu.

Antene

Vibrator simetric

În cel mai simplu caz, este format din două secțiuni conductoare, fiecare dintre ele egală cu 1/4 din lungimea de undă.

Folosit pe scară largă pentru recepția de emisiuni de televiziune, atât independent, cât și ca parte a antenelor combinate.
Deci, de exemplu, dacă intervalul de lungimi de undă contor al emisiunilor de televiziune trece prin marcajul de 200 MHz, atunci lungimea de undă va fi de 1,5 m.
Fiecare segment al unui vibrator simetric va fi egal cu 0,375 metri.

Modelul direcțional al unui vibrator simetric

În condiții ideale, modelul de radiație al planului orizontal este o figură opt alungită, situată perpendicular pe antenă. În plan vertical, diagrama este un cerc.
În condiții reale, diagrama orizontală are patru lobi mici amplasați la un unghi de 90 de grade unul față de celălalt.
Din diagramă putem concluziona cum să poziționăm antena pentru a obține câștig maxim.

Dacă lungimea vibratorului nu este selectată corect, modelul de radiație va lua următoarea formă:

Aplicația principală este în domeniul undelor scurte, metrice și decimetrice.

Vibrator asimetric

Sau pur și simplu o antenă bici, este „jumătate” dintr-un vibrator simetric montat vertical.
Lungimea vibratorului este de 1, 1/2 sau 1/4 lungime de undă.

Este o cifră opt tăiată pe lungime. Datorită faptului că a doua jumătate a celor „opt” este absorbită de sol, coeficientul de direcție al unui vibrator asimetric este de două ori mai mare decât cel al unuia simetric, datorită faptului că toată puterea este emisă într-un mod mai îngust. direcţie.
Aplicația principală, în benzile DV, HF, SV, este instalată activ ca antene în transport.

În formă de V înclinată

Structura nu este rigidă, se montează prin întinderea elementelor conductoare pe țăruși.
Are o schimbare a modelului de radiație către părțile opuse vârfului literei V

Folosit pentru comunicații în gama HF. Este o antenă standard pentru posturile de radio militare.

Antenă cu val de călătorie

Are, de asemenea, un nume - antenă cu fascicul înclinat.

Este o întindere înclinată, a cărei lungime este de câteva ori mai mare decât lungimea de undă. Înălțimea suspensiei antenei este de la 1 la 5 metri, în funcție de raza de operare.
Modelul de radiație are un lob direcțional pronunțat, ceea ce indică un câștig bun al antenei.

Utilizat pe scară largă în posturile de radio militare din gama HF.
Când este extins și restrâns, arată astfel:

Antenă cu canal de unde

Aici: 1 - alimentator, 2 - reflector, 3 - directori, 4 - vibrator activ.

O antenă cu vibratoare paralele și directori de aproape 0,5 lungimi de undă situate de-a lungul liniei de radiație maximă. Vibratorul este activ, îi sunt furnizate vibrații HF, iar curenții HF sunt induși în directori datorită absorbției undelor EM. Distanța dintre reflector și directori este susținută în așa fel încât atunci când fazele curenților RF coincid, se formează un efect de undă de călătorie.

Datorită acestui design, antena are o directivitate clară:

Antenă buclă

Orientare - cu doi lobi

Folosit pentru a primi programe TV UHF.

Ca o variație - o antenă buclă cu un reflector:

Antena log-periodica

Proprietățile de câștig ale majorității antenelor variază foarte mult în funcție de lungimea de undă. Una dintre antenele cu un model de radiație constant la frecvențe diferite este LPA.

Raportul dintre lungimea de undă maximă și minimă pentru astfel de antene depășește 10 - acesta este un raport destul de ridicat.
Acest efect este realizat prin utilizarea vibratoarelor de diferite lungimi montate pe suporturi paralele.
Modelul de radiație este următorul:

Este utilizat în mod activ în comunicațiile celulare în timpul construcției repetoarelor, folosind capacitatea antenelor de a recepționa semnale în mai multe intervale de frecvență simultan: 900, 1800 și 2100 MHz.

Polarizare

Polarizare este direcția vectorului componentei electrice a unei unde electromagnetice în spațiu.
Există: polarizare verticală, orizontală și circulară.

Polarizarea depinde de tipul de antenă și de locația acesteia.
De exemplu, un vibrator asimetric situat pe verticală dă polarizare verticală, iar unul situat pe orizontală dă polarizare orizontală.

Antenele polarizate orizontale dau un efect mai mare, deoarece... interferențele naturale și industriale au în principal polarizare verticală.
Undele polarizate orizontal sunt reflectate de obstacole mai puțin intens decât vertical.
Când undele polarizate vertical se propagă, suprafața pământului absoarbe cu 25% mai puțin din energia lor.

La trecerea prin ionosferă, planul de polarizare se rotește; ca urmare, vectorul de polarizare de pe partea receptoare nu coincide și eficiența părții receptoare scade. Pentru a rezolva problema, se folosește polarizarea circulară.

Toți acești factori ar trebui luați în considerare la proiectarea legăturilor radio pentru o eficiență maximă.

PS:

Acest articol prezintă doar o mică parte din antene și nu pretinde că înlocuiește manualul pe dispozitivele de alimentare cu antenă.

O antenă TV este un dispozitiv pentru îmbunătățirea calității recepției canalelor de televiziune. Semnalul primit cu ajutorul acestuia este transmis către televizor prin intermediul, ceea ce asigură o distorsiune minimă. Antenele pot fi folosite pentru a recepționa semnale analogice, digitale sau satelit, în funcție de caracteristicile de proiectare ale acestora. În prezent, antenele de televiziune analogice sunt cele mai comune în Rusia. Este difuzat de Turnul Ostankino folosind unde metru și decimetru.

Tipuri de antene de televiziune

Dispozitivul este foarte comun, deoarece aproape niciun televizor nu poate funcționa fără antenă, cu excepția celor care sunt conectate la televiziunea prin cablu. Așezări diferite au distanțe diferite față de repetor. Unele case pot fi la sute de kilometri distanță, în timp ce altele pot fi la doar câțiva pași. Acest factor afectează direct puterea antenei, ceea ce vă va permite să primiți un semnal de calitate acceptabilă, compensând distanța. Toate antenele TV pot fi împărțite în 3 categorii:

• De interior.
• Stradă.
• Satelit.

Antena TV de interior

Aceste dispozitive sunt instalate în interior. Sunt cele mai ieftine și, pe lângă asta, nu necesită o instalare complicată. Dacă le alegeți, nu va trebui să așezați cablul coaxial în exterior făcând un orificiu traversant în peretele fațadei sau în cadrul ferestrei. Un mare dezavantaj al acestui design este semnalul slab. În acest sens, acestea sunt instalate numai în zone cu o distanță de până la 30 km de centrul de televiziune sau repetitor. La o distanță mai mare, semnalul primit va fi foarte distorsionat, ceea ce nu vă va permite să vizualizați imagini TV de înaltă calitate.

Antenele de interior pot fi echipate și cu un amplificator de semnal. Cu cât sunteți mai departe de repetor, cu atât veți avea nevoie de amplificator mai puternic. Aceste dispozitive sunt împărțite în două tipuri după design:

• Tijă.
• Cadru.

tijă

Acestea sunt cele mai slabe dispozitive de interior. Au 2 sau 4 vibratoare telescopice care preiau semnale. Lungimea lor nu depășește de obicei 1 m. Sunt conectate la un suport special, care în interior are un transformator potrivit care transmite semnalul către un cablu coaxial și apoi către televizor. Utilizarea acestui design are avantajele sale. Este ușor și, datorită brațelor sale telescopice, poate fi pliat compact pentru transport.

Dacă repetorul de semnal este aproape, mustățile pot fi ținute scurte, astfel încât să nu ocupe spațiu util. Când turnul TV este la distanță, înălțimea acestuia este setată la maxim, ceea ce vă permite să compensați distanța. Adesea, o antenă TV cu tijă vine împreună cu televizorul. Majoritatea oamenilor îl cunosc sub numele popular „coarne”. Astfel de antene primesc unde bine în intervalul contorului. Pentru a le regla, este necesar să se schimbe nu numai înălțimea, ci și distanța dintre mustăți, pentru care acestea sunt asigurate cu balamale. Marele dezavantaj al unei antene cu tijă este lipsa reglajului universal. După ce ați ajustat poziția mustaței pentru o bună recepție a unui canal, al doilea va începe să fie difuzat pe ecran cu interferențe.

Cadru

Dispozitivele de tip cadru sunt mai mult sau mai puțin perfecte. Ei captează semnale în intervalul decimetrului. Aceste dispozitive au un contur metalic realizat sub forma unui cadru, care este montat pe un suport. Un astfel de echipament este încă mai bun decât echipamentul cu tije, dar încă departe de a fi ideal. Nu poate fi folosit la o distanță semnificativă de un repetor sau de un turn de televiziune.

Antena TV de exterior

Antenele exterioare pentru recepția semnalelor de televiziune sunt mai puternice. Sunt instalate pe un deal în zone deschise cu vizibilitate. Adesea, astfel de antene pot fi văzute pe acoperișurile clădirilor cu mai multe etaje. Locuitorii din sectorul privat le instalează deasupra unei țevi metalice înalte, fixate vertical. În acest caz, este prevăzută o cotă de 10-15 m, ceea ce face posibilă compensarea distorsiunii valurilor de către pereții caselor și ramurile copacilor. De fapt, cu cât există mai multe obstacole de semnal, cu atât este mai mare distanța la care trebuie ridicată antena.

Aceste dispozitive vin în diferite modele externe, dar toate sunt împărțite în 2 tipuri conform principiului de funcționare:

• Activ.
• Pasiv.

Design activ

O astfel de antenă TV are, ceea ce vă permite să primiți semnale de o calitate mult mai bună și să compensați interferența. Astfel de dispozitive sunt selectate dacă repetorul este situat departe, iar în fața antenei există obstacole serioase care împrăștie semnale, cum ar fi case, păduri și linii electrice. De asemenea, va fi necesar un dispozitiv activ dacă instalarea se realizează în zonele joase, când nu există vizibilitate directă între sursa de difuzare și punctul de recepție.

Antenele active pot transmite un semnal către mai multe televizoare. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să utilizați un T special pentru cablu coaxial. Amplificatorul pe care îl folosesc necesită o sursă de alimentare separată. Pentru aceasta, este prevăzută o unitate descendente de 12 volți. Se conectează la cablul coaxial al televizorului și furnizează tensiune la punctul de recepție al antenelor vibratorului, lângă care se află o placă de amplificare ascunsă într-o carcasă etanșă.

Dispozitive pasive

Astfel de antene sunt mai ieftine, dar pot fi alese doar dacă există vizibilitate directă fără obstacole între punctul de recepție și echipamentul de difuzare. În astfel de condiții, utilizarea unui amplificator nu este necesară. Locuitorii caselor individuale pot locui prea aproape de turnul de transmisie, așa că au nevoie de o astfel de antenă. Dar chiar și ea poate primi un semnal cu distorsiune pentru că este prea puternic. În acest caz, va trebui să instalați un echipament special - un atenuator. Vă permite să compensați acest neajuns prin reducerea puterii semnalului la un nivel acceptabil pentru televizor.

Antena satelit

Desigur, cel mai bun echipament pentru recepția unui semnal de televiziune este antena TV prin satelit. Preia emisiunea nu de la un turn de televiziune situat la sol, ci de la un satelit. Aceasta este o structură masivă care costă de câteva ori mai mult decât dispozitivele de exterior și, mai ales, de interior. Antena este formată dintr-o antenă mare de metal vopsită în alb, care acționează ca un ecran pentru a focaliza transmisia prin satelit. Undele care îl lovesc sunt captate de un convertor, care este realizat sub forma unui cap mic puțin mai mic decât un pumn. Se acordă la un anumit satelit și primește toate canalele TV pe care le transmite. Numărul de convertoare de pe antenă diferă în funcție de regiune, dar rareori depășește 3 bucăți.

Semnalele de la radiodifuzorii convenționali de la sol și cele prin satelit sunt diferite, așa că televizorul nu le poate percepe. În acest sens, între invertor și ecranul televizorului este instalat un receptor. Este un dispozitiv mic, puțin mai mic ca dimensiune decât un set-top box DVD. Sarcina sa este de a transforma semnalul satelitului într-unul standard pentru un televizor.

De obicei, dacă există două televizoare în casă, atunci fiecare dintre ele va necesita o antenă TV separată, ceea ce se datorează specificului convertorului. Când recepționați un canal de la un satelit, acesta nu poate procesa un alt canal în același timp. Cu alte cuvinte, dacă faceți o astfel de conexiune, atunci toate televizoarele vor afișa un canal TV.

Relativ recent, această problemă a fost rezolvată. Au apărut convertoare universale care vă permit să vă conectați la două televizoare păstrând în același timp capacitatea de a viziona canale diferite. Designul lor oferă două intrări pentru conectarea unui cablu coaxial. Din păcate, designul nu este perfect. Atunci când alegeți un astfel de convertor, va fi folosită o antenă TV, dar va trebui totuși să conectați un receptor la fiecare televizor.

Dispozitivele prin satelit transmit televizorului un semnal de calitate mult mai mare decât posturile terestre, deci sunt foarte populare, mai ales în regiunile în care radiodifuzorii sunt foarte departe. Chiar și pe teren foarte dificil, vei putea urmări programe de televiziune cu o imagine ideală, ceea ce ar fi imposibil atunci când folosești o antenă de exterior. Interferența cu transmisiile prin satelit poate apărea numai în cazul unei furtuni puternice sau a unor ninsori abundente.

Antrenele satelit au multe avantaje. Cu siguranță sunt mai bune decât alte tipuri, dar au și un dezavantaj. Pe lângă faptul că sunt mai scumpe, necesită întreținere calificată. Este puțin probabil să le puteți instala singur, deoarece trebuie să verificați inițial calitatea semnalului și să aliniați antena în direcția corectă, la unghiul potrivit. În plus, pentru ca receptorul să funcționeze corect, este necesar să se înregistreze frecvențele canalelor de difuzare, care se modifică periodic. După instalarea firmware-ului, veți putea vizualiza toate canalele timp de câteva luni, după care unele dintre ele vor începe să dispară până când rămân doar câteva dintre sutele. Va trebui să reflashați din nou. Este dificil să faci asta singur, deoarece necesită un cablu special și un software cu coduri de canal. Va trebui să contactați periodic centre de service specializate, ale căror servicii nu sunt gratuite.

Dacă, în condiții meteorologice normale, o antenă TV prin satelit începe să transmită un semnal cu interferențe, atunci acest lucru se datorează cel mai probabil lipsei de vizibilitate directă între antenă și satelit. Acest lucru se datorează de obicei creșterii excesive a copacilor. Este suficient să tăiați ramurile și calitatea semnalului este restabilită. În plus, problema poate consta în schimbarea poziției convertorului. Când instalați antena, aceasta este setată la unghiul corect față de locația satelitului. Dacă unghiul se modifică ușor, calitatea recepției este distorsionată. De obicei, în timpul unui vânt puternic, o placă prost asigurată se poate întoarce ușor, literalmente cu câțiva centimetri. În acest caz, trebuie reconfigurat. Acest lucru este destul de dificil de făcut fără un echipament special de diagnosticare.

este cel mai simplu tip de dispozitive de alimentare cu antenă și este un conductor drept în care în punctele simetrice (față de mijloc) curenții sunt egali ca mărime și au aceeași direcție în spațiu. În Fig. 3.1. prezintă un exemplu de distribuție a curentului caracteristică a unui vibrator simetric. Aici, în punctele simetrice Z și -Z, condiția Iz=I-z este îndeplinită. Săgețile din figură arată că curenții din punctele simetrice indicate au aceeași direcție. Desigur, această direcție este afișată pentru un anumit moment în timp.

În Fig. 3.2. Sunt prezentate modelele de radiație ale vibratoarelor simetrice cu diferite rapoarte L/l. Aceste cifre reprezintă modele de radiație într-un plan care trece prin axa vibratorului. Modelele de radiații spațiale reprezintă suprafețele corpurilor de revoluție formate prin rotația fiecărei curbe în jurul axei vibratorului.

Luarea în considerare a Fig. 3.2. arată că atâta timp cât lungimea totală a vibratorului (2L) nu depășește lungimea de undă (sau mai precis 1,25l), maximul diagramei de radiație se obține în direcții perpendiculare pe axa vibratorului. La 2L<=l в диаграммах отсутствуют боковые лепестки. Когда L становится большим, чем l, в диаграмме появляются боковые лепестки, а уже при 2L=3/2l направления максимума диаграммы излучения получаются не в направлениях, перпендикулярных к оси вибратора, а под углом к ней, примерно равным 400. При значительном увеличении отношения l/L максимум диаграммы прижимается к оси провода. Излучение вдоль оси вибраторов отсутствует при любых длинах.На практике часто используются антенны, состоящие из большого числа идентичных вибраторов - многовибраторные антенны. Многовибраторная антенна представляет собой так называемую решетку излучателей. Решетки же из вибраторов (многоэтажная синфазная антенна и антенна волновой канал) являются достаточно простыми.

Antenă cu canal de unde.

O antenă cu canal de undă este un sistem de vibratoare având o lungime apropiată de jumătate din lungimea de undă și situate perpendicular pe linia dreaptă de-a lungul căreia are loc radiația. Doar un vibrator din antenă este activ, iar restul vibratorilor sunt pasivi (Fig. 3.3.).

Primul vibrator pasiv se numește reflector, urmat de un vibrator activ și apoi din nou vibratori pasivi - directori. Antena radiază un canal de undă în direcția directorilor și are un model de radiație apropiat de cel în formă de ac. Numărul de directori poate fi determinat dintr-o eficiență dată de antenă folosind raportul aproximativ: D = 5N, unde N este numărul de directori.

Metodele de calcul al canalului de undă permit obținerea doar a rezultatelor aproximative, care sunt apoi rafinate experimental.

Vibrator asimetric.

Dacă vibratorul este situat la o distanță H de planul conductor ideal, atunci, în conformitate cu principiul imaginilor în oglindă, este echivalent cu două vibratoare situate la o distanță de 2H, al doilea vibrator fiind o imagine în oglindă a primului. . Dacă vibratorul este paralel cu planul deasupra căruia se află, atunci imaginea sa este antifază, dar dacă este perpendicular, este în fază. Această împrejurare face posibilă utilizarea unui singur braț al unui vibrator simetric, instalându-l direct pe un plan conductor ideal perpendicular pe acesta. O antenă vibratoare realizată în acest fel se numește vibrator asimetric, iar parametrii ei pot fi determinați cu ușurință. Totuși, în cazul în care planul deasupra căruia se află vibratorul are o conductivitate finită, calcularea parametrilor antenei este foarte complicată.

Pentru a îmbunătăți eficiența Vibratoarele asimetrice și reducerea influenței proprietăților pământului asupra parametrilor acestuia se realizează prin împământarea antenei sau contragreutate. Împământarea antenei este un sistem de conductori care este îngropat la o anumită adâncime, de obicei nu foarte mare, în pământ. Contragreutatea este un sistem de conductoare situate la o anumită înălțime deasupra solului. Dimensiunile zonei acoperite de împământarea antenei (contragreutate) trebuie să fie suficient de mari (mai mari decât lungimea de undă), iar distanța dintre conductori să fie mică (mai puțin de un sfert din lungimea de undă).

Caracteristicile vibratorului în modul 1/4l

Acest tip de antenă este un vibrator a cărui lungime a brațului este egală cu un sfert din lungimea de undă. Într-un astfel de vibrator, antinodul curent este situat exact la cleme, iar tensiunea pe ele este egală cu zero. Rezistența de intrare a vibratorului este pur activă, iar reactanța este zero. Datorită absenței unei componente reactive a eficienței. o astfel de antenă va fi maximă. Vibratorul se comportă ca un circuit rezonant în serie cu RA=73 Ohm. Acest mod se numește modul de funcționare pe undă proprie (rezonantă). Cu alte cuvinte, unda proprie a antenei este cea mai mare lungime de undă la care reactanța este zero.

Coeficientul de direcție este 1,641 și diagrama de radiație a acestui tip de antenă are un caracter cu doi lobi cu maxime în direcția 900 și 2700 (vezi Fig. 3.2.). Astfel de vibratoare sunt utilizate în proiectarea antenelor cu bandă îngustă datorită faptului că procedura de potrivire cu calea de alimentare (ieșirea emițătorului) este mult simplificată.

Caracteristicile vibratorului in modul L=5/8l

Cu o lungime a brațului vibratorului L=5/8l, modelul direcțional al unui vibrator asimetric are un lob principal în direcția perpendiculară pe axa vibratorului și doi lobi laterali mici (Fig. 3.2.). În ciuda prezenței lobilor laterali, directivitatea radiației în direcția perpendiculară pe axa vibratorului este maximă.

Aceasta înseamnă că câștigul unei astfel de antene va fi maxim. Reactanța vibratorului este de natură pur capacitivă și este relativ mare.

O modalitate eficientă de a implementa o antenă polarizată vertical cu directivitate ridicată este formarea unei rețele de antene liniare în care sunt combinate mai multe elemente radiante coliniare în fază. Reglajul antenelor de tip coliniar necesită calcule precise. În Fig. 3.5. Modelele tipice ale antenelor coliniare sunt descrise cu o explicație grafică a principiilor funcționării lor. În antena din Fig. 3.4.a, inductoarele sunt conectate între elementele radiante cu semi-undă pentru a furniza putere în modul comun. Acest tip de antenă se numește antenă încărcată și este adesea folosită ca antenă auto.

Antenele prezentate în Fig. 3.4.b, c sunt de obicei cunoscute ca antene coaxiale coliniare. Acest tip de antene este folosit atât ca antene auto, cât și ca antene de stație de bază. Alimentarea în fază a acestor antene depinde de lungimea elementelor radiante și de distanța dintre ele, prin urmare aceste antene sunt în bandă îngustă.Antenele coliniare au un câștig relativ mare. Sunt construite în așa fel încât, în ciuda lungimii mari a antenelor, exclud secțiuni ale acesteia cu curenți din direcția opusă. În Fig. 3.5. sunt prezentate exemple de realizare ale antenei Marconi-Franklin.

Bobinele din fig. 3.4.a și secțiunile de linii din fig. 3.4.b au o lungime electrică de jumătate de undă; în aceste bobine și secțiuni curenții sunt în sens opus, dar nu radiază. În secțiunile radiante rămase ale antenei, curenții sunt în fază. Fig.3.6. explică proiectarea și principiul de funcționare al unei antene realizate din segmente de linie coaxiale care se intersectează (Fig. 3.5.).

Conductoarele exterioare și interioare ale secțiunilor de semiundă sunt interconectate. Conductorul interior și suprafața interioară a țevii servesc ca o linie de alimentare, la care în punctele „a” și „b” sunt conectate vibratoare radiante sub forma suprafețelor exterioare ale conductei 1 și 2 sau 3 și 4. La baza, această antenă trebuie alimentată simetric, altfel jumătate dintre vibratoare vor primi pământ potențial și nu vor radia. În Fig. 3.6. este prezentată o variantă a acestui tip de antenă, care se caracterizează printr-o mai mare fabricabilitate în producție.

Toate antenele coliniare moderne, de regulă, sunt închise într-o carcasă dielectrică (de obicei din fibră de sticlă), care protejează de influențele climatice și servește drept structură de susținere.

Pentru antenele alimentate de la un capăt, care sunt toate antenele coliniare discutate mai sus, curentul scade pe măsură ce se apropie de celălalt capăt al antenei din cauza atenuării radiațiilor, în special pentru antenele cu secțiuni transversale relativ mari. Acest lucru duce la o extindere a lobului principal, o scădere a lobilor laterali și a directivității. Aceste antene sunt în bandă îngustă, deoarece fazarea corectă a elementelor lor este determinată de raportul dintre lungimea de undă și dimensiunile părților antenei.Folosirea unor astfel de antene ca stații pentru stațiile de bază, spre deosebire de rețelele de antene, are un număr de avantaje. Astfel de antene sunt ușor de instalat datorită caracteristicilor de greutate și dimensiuni reduse, au un câștig destul de mare și un model de radiație circular uniform.Antenele coliniare pot fi folosite și ca antenă pentru vehicule, în special pentru intervalele de înaltă frecvență de 800... 900 MHz.

Antena prezentată în Fig. 3.7 este o antenă Marconi-Franklin cu un număr mic de secțiuni și o bobină de fazare. Bobina este folosită și în ceea ce privește proprietățile mecanice - oferă antenei flexibilitate, ceea ce este de dorit pentru antenele vehiculelor mobile.

Impedanța de intrare a antenei se dovedește a fi pur activă numai atunci când funcționează pe unde rezonante. Dacă antena este excitată pe alte unde, atunci pentru a furniza putere maximă a transmițătorului antenei, este necesar să reglați antena prin potrivire. Acestea. compensați componenta reactivă a rezistenței de intrare. În modul de extensie, caracteristic acestui tip de antenă, pentru a compensa componenta reactivă, se folosește de obicei un inductor, care, parcă, extinde vibratorul (Fig. 3.8).

Inductanța bobinei complet pornite trebuie să fie astfel încât rezistența sa să compenseze capacitatea antenei.

Antenele scurtate (antene în modul extensie) sunt utilizate pe scară largă ca antene instalate pe obiecte în mișcare (mașini, avioane etc.). Acest lucru se datorează faptului că astfel de antene sunt ușor de camuflat, rezistă la sarcini semnificative ale vântului și sunt ușor de utilizat. Dar la lungimi de undă care nu sunt divizibile cu 0,25 l, componenta reactivă a impedanței de intrare a antenei crește, ceea ce face ca reglarea antenei să fie mai dificilă. Cu lungimea brațului L = 5/8l, se realizează caracteristica maximă de directivitate a antenei, dar impedanța de intrare are o componentă capacitivă puternică, pentru a compensa care este instalată o bobină potrivită.

Caracteristici de proiectare ale antenelor pentru mașini și antenelor staționare.

Principalele cerințe pentru proiectarea antenelor pentru o mașină sunt compactitatea și stabilitatea funcționării în condiții dificile de funcționare pe un vehicul. Când este utilizat în sisteme speciale de comunicații mobile, în unele cazuri se adaugă cerința pentru plasarea ascunsă. Din aceste motive, antene cu o singură intrare cu dimensiuni reduse și un design simplu sunt folosite ca parte a posturilor de radio pentru obiecte mobile. Cerințele enumerate sunt cel mai pe deplin îndeplinite de vibratoarele verticale asimetrice instalate pe acoperișul unei mașini și care le folosesc ca contragreutate.

Antenele coliniare mai eficiente, care oferă o eficiență mai mare, pot fi folosite și ca antene pentru obiecte în mișcare. Cu toate acestea, în același timp, dimensiunile verticale ale mașinii cresc, designul antenei în sine devine mai complicat și mai costisitor, iar sarcinile vântului din fluxul de aer care se apropie în timpul mișcării cresc. În plus, atunci când se utilizează o antenă coliniară, datorită dimensiunii sale verticale semnificative, este dificil să se asigure secretul.

Un vibrator vertical asimetric este un tub, cel mai de jos punct al căruia este punctul de alimentare al vibratorului.

Conform metodei de instalare a emițătorului pe acoperișul caroseriei mașinii, există două opțiuni: cu emițătorul fixat cu șuruburi sau șuruburi și cu poziția emițătorului fixată cu ajutorul unui magnet permanent plasat pe bază. Prima opțiune pentru montarea unei antene pentru o mașină oferă cea mai fiabilă fixare a emițătorului. Cu toate acestea, presupune prezența unor găuri în acoperișul corpului și nu permite modificări ale poziției emițătorului. A doua opțiune vă permite să schimbați rapid poziția emițătorului sau să îl îndepărtați complet de pe acoperiș. Un magnet permanent este plasat într-un circuit magnetic toroidal, care este un conductor și, în același timp, servește ca bază („împământare” pentru circuitul de potrivire). La frecvență înaltă, legătura electrică a bazei cu acoperișul este asigurată prin șuruburi și prin capacitatea dintre bază și acoperiș, iar atunci când se utilizează o bază magnetică - numai prin această capacitate. Pentru frecvențele folosite, valoarea acestuia este destul de mare.

Principalele caracteristici electrice ale antenelor auto sunt câștigul, natura modelului de radiație, nivelul de potrivire și lățimea de bandă de potrivire. Puterea admisibilă de intrare în acest caz nu este un parametru critic, deoarece puterea transmițătoarelor pe obiectele în mișcare este de obicei scăzută.

Amplasarea emițătorului antenei în scop de ascundere sau din motive estetice, aproape de suprafețele metalice ale corpului, în niște niște (de exemplu, faruri) etc. conduce la o scădere a rezistenței la radiații, prin urmare, la o deteriorare a potrivirii și o reducere a benzii de frecvență de funcționare; În plus, modelul de radiație al dispozitivului de alimentare cu antenă este distorsionat. În acest sens, amplasarea unei antene polarizate vertical, de exemplu un stâlp vertical, pe acoperișul unei mașini este optimă. Când o astfel de antenă este deplasată de la centrul acoperișului la margine, impedanța de intrare a antenei și, prin urmare, potrivirea acesteia cu alimentatorul, se va schimba relativ puțin, deoarece este determinată în primul rând de câmpuri aproape reactive limitate la distanțe relativ scurte. de la antenă, adică o mică secțiune a acoperișului. Dar nu același lucru se poate spune despre modelul de radiație. Reprezentând acoperișul ca o foaie de metal de dimensiuni limitate, obținem diagrame de radiație aproximativ corespunzătoare celor prezentate în Fig. 3.9 - 3.11.

Când plasăm un vibrator vertical în centrul unei foi de trei lungimi de undă, obținem un model de radiație ridicat și simetric în plan vertical (Fig. 3.10.).

Când vibratorul este deplasat spre marginea foii (Fig. 3.11.), modelul de radiație în plan vertical devine asimetric: pe partea în care vibratorul este mai aproape de margine, modelul de radiație este mai ridicat.

Modelele de radiații azimutale cu o foaie circulară vor fi nedirecționale, cu una dreptunghiulară vor fi apropiate de nedirecționale. În Fig. 3.11. În acest caz, se oferă o vedere aproximativă a modelului de radiație azimutal la un unghi de 300 față de orizont - este deja semnificativ diferită de cea omnidirecțională. Evident, locația optimă pentru antenă este mijlocul plafonului mașinii.

La amplasarea dispozitivelor de alimentare a antenei pe obiecte staționare, trebuie respectată separarea teritorială a antenelor de transmisie și de recepție, determinată de cerințele de compatibilitate electromagnetică, de utilizare rațională și eficientă a echipamentelor radio, a dispozitivelor de alimentare a antenei și de zona pe care se află antenele. a fi plasat.

Influența reciprocă între antene se poate manifesta prin deviația laterală a lobului principal al modelului de radiație orizontal, printr-o creștere a nivelului lobilor săi laterali și a unghiului de eliberare a maximului modelului vertical de la sol. Pentru a preveni acest tip de fenomene nedorite, este necesar să se evite plasarea firelor și a altor dispozitive de antenă în apropierea antenei, ale căror dimensiuni sunt aproape de rezonanță cu unda de funcționare a antenei. Influența reciprocă a antenelor este inacceptabilă. Pentru formarea nedistorsionată a modelelor de radiație, în fața fiecărei antene trebuie creat un așa-numit loc de zonă liberă.

Formarea modelului de radiație este influențată semnificativ de metoda de montare a antenei (pe partea superioară a catargului sau pe lateral sau pe margine), precum și de dimensiunile și natura secțiunii transversale a catargului. În Fig. 3.12. Este prezentată dependența distorsiunii modelului de radiație de dimensiunile transversale și de secțiunea transversală a catargului.

Figura arată că o creștere a diametrului catargului duce inevitabil la formarea unei înclinări în modelul în planul azimutal pe partea din spate, în raport cu antena. În plus, pentru a reduce influența reciprocă a celor două antene (de recepție și de transmisie), acestea sunt distanțate de-a lungul planului frontal.

Dependența atenuării semnalului (în dB) de raportul dintre distanța de separare a antenei și lungimea de undă este prezentată în Fig. 3.13. Având în vedere separarea dorită (specificată) între antene în dB și o lungime de undă de funcționare cunoscută (în metri), separația orizontală dintre antene (în metri) este determinată din grafic. Când distanța orizontală a antenei nu este posibilă (sau suficientă) dintr-un motiv oarecare, se folosește și distanța verticală a antenei. În Fig. 3.14. Este prezentat un grafic al atenuării semnalului (în dB) față de raportul dintre distanța dintre antenă și lungimea de undă.

Mărimea distanței verticale a antenelor la izolarea dorită (dată) între ele în dB și lungimea de undă de funcționare cunoscută (în metri) se determină din grafic în același mod ca și pentru cea orizontală.Pentru a asigura stabilitatea comunicării se este necesar să se țină cont de toți parametrii de mai sus pentru amplasarea antenelor și să se ia în considerare posibilitatea influenței reciproce a antenelor una peste alta, în special în condițiile unor locuri de desfășurare limitate pentru sistemele de antene.