Призначення антен Оставить комментарий

Антени служать для формування та прийому електромагнітних сигналів. Будь-яка антена є оборотною і може бути використана як для передачі, так і для прийому (властивість дуальності), при цьому електричні характеристики антени залишаються незмінними.

Передавальна антена перетворює енергію струмів високої частоти, що надходить з виходу передавача по лінії передачі (кабелю або хвилеводу) в енергію електромагнітних хвиль.

Антени служать для перетворення радіохвиль в змінний електричний струм і навпаки. Якась антена може працювати в режимі прийому та режимі передачі сигналу.

 

До основних характеристик антен відносять</strong >:
– смуга пропускання
– спрямованість
– коефіцієнт посилення
– вхідний опір
– габарити

Смуга пропускання.

Антени проектують і виготовляють з урахуванням робочого інтервалу частот – смуги пропускання. В одних конструкцій вона може бути ширшою, в інших вже. Для різних завдань різні.

Спрямованість.

Спрямовану антену називають, якщо її потужність випромінювання в одну зі сторін істотно більша, ніж в інші. Для візуалізації можна показати, як змінюється потужність в залежності від напрямку, будують діаграми спрямованості.

Ненаправлені антени, працюють на прийомо-передачу однаково і захоплюють всі 360 градусів, їх діаграма має кругову форму. Радіоантена з діаграмою спрямованості у формі сфери називається ізотропною. Теоретично доведено, що збудувати її неможливо. Проте ізотропний випромінювач використовують як зразок для того, щоб порівнювати радіоантени і показувати, наскільки хороша та чи інша конфігурація.

Коефіцієнт посилення.

Співвідношення потужностей випромінювання досліджуваної та еталонної радіоантени характеризується коефіцієнтом підсилення. Реальні антени завжди випромінюють у якомусь напрямку менше, у якомусь більше. Якщо не зазначено інше, то в характеристиках вказують піковий коефіцієнт посилення.

Для коефіцієнта посилення прийнята логарифмічна одиниця виміру децибел (десята частина біла). Щоб порахувати співвідношення двох потужностей у децибелах потрібно підставити їх у формулу L = 10*lg(P/Pi), де L – коефіцієнт посилення антени, P – потужність її випромінювання, Pi – потужність ізотропного випромінювача за тих самих умов.

Щоб підкреслити порівняння з ізотропним еталоном, такі децибели позначають як дБі. У технічних характеристиках виробів прийнято позначення дБ.

Перекласти децибели в «рази» можна за формулою G = P/Pi = 10**(L/10). Далі наведено деякі значення (дБ – «раз»):

• 3 децибели відповідає посиленню в 2 рази;
• 6 – 4;
• 7 – 5;
• 10 – 10;
• 15 – 32;
• 20 – 100;
• 30 – 1000.

Якщо до конструкції радіоантени доданий електронний підсилювач, її називають активною. Виробники вказують коефіцієнт посилення таких виробів з урахуванням підсилювача. Електронні підсилювачі виробляють шуми, які можуть спотворювати сигнал, тому не рекомендується застосовувати їх без потреби.

Вхідний опір.

<sЯкщо вхідний опір антени не відповідає хвильовому опору кабелю (фідера), по якому вона підключається, застосовують узгоджувальні пристрої. ТБ-кабелі в переважній більшості країн (включно з РФ) мають хвильовий опір 75 Ом. Кабелі для WiFi, GSM, 3G, 4G, радіо, GPS випускають із хвильовим опором 50 Ом. Виробники виготовляють антени з вхідним опором, що узгоджується з хвильовим опором кабелю.

Характерний розмір.

Для більшості радіоантен це половина довжини хвилі. Але є винятки. Наприклад, у конструкцію параболічних антен входить відбивач («тарілка»), діаметр якого може набагато перевищувати довжину хвилі.
Розміри радіоантен WiFi. GPS, GSM, змонтованих на друкованих платах, навпаки, бувають значно менше половини довжини хвилі завдяки використанню матеріалів з великою діелектричною проникністю. Існують антенні поля площею в кілька гектарів та антени, розмір яких вимірюється в міліметрах.