Antena - Un dispozitiv care emite energie de frecvență decal la acesta sub forma undelor electromagnetice în spațiul înconjurător (antena de emisie) sau primește energie de înaltă frecvență a oscilațiilor libere (antena de recepție) și transformă energia undelor electromagnetice care sosesc pe alimentatorul la intrarea receptorului.
Antenele de transmisie și de recepție au proprietatea de reciprocitate, adică aceeași antenă poate emite sau recepționa unde electromagnetice și în ambele moduri are aceleași proprietăți (parametrii).
La antenele de emisie sunt impuse cerințe suplimentare asociate surselor mari de energie RF, deci antenele receptoare sunt mai simple decât antenele de transmisie.
Proprietățile de reciprocitate sunt utilizate pe scară largă pentru a determina caracteristicile antenei, deoarece unii parametri sunt mai ușor de determinat în modul de transmisie decât în modul de recepție. Fiecare antenă are o serie de caracteristici specifice necesare pentru a evalua calitatea acesteia.
Parametrii principali ai recepționării antenelor de televiziune sunt următorii:
. FRECVENTA DE FUNCȚIONARE GAMA-OH (lățime de bandă) - un interval de frecvență în care rezista la toți parametrii de bază de televiziune antena receptoare: potrivire, coeficientul câștig al acțiunii de protecție etc. specificate interval bandă de frecvență este recepționată (determinată de canalele TV recepționate) pentru a căror limite puterea semnalului recepționat este redusă de cel mult două ori.
DIAGRAMUL DIRECȚIEI antenei de recepție caracterizează dependența EMF indusă în antena de câmpul electromagnetic de orientarea sa în spațiu. Este construit în polar (sferic) - Fig. 3. 1 sau în sisteme rectangulare (Figura 3. 2) se coordonează în două planuri caracteristice (orizontale și verticale).
Când antena este rotită într-o direcție sau alta din direcția zero, valorile corespunzătoare raportului E / E max sunt reprezentate pe diagramă. Dacă valorile relative ale emf corespunzătoare direcțiilor diferite ale sosirii semnalului sunt pătrat, atunci se poate construi un model de putere.
Petalul care corespunde semnalului maxim sau direcției zero se numește direcția principală sau principală, celelalte - laterale sau spate (în funcție de locația în raport cu lobul principal).
Fig. 3. 1. Modelul antenei în sistemul de coordonate polare
Fig. 3. 2. Modelul antenei într-un sistem de coordonate dreptunghiular
Pentru comoditatea comparării modelelor direcționale ale diferitelor antene, acestea sunt, de obicei, normalizate, pentru care valoarea maximă a emf este luată ca unitate.
Parametrul principal este modelul unghiului de deschidere (lățime) a lobului principal, în care electromotoare indusă în câmpul electromagnetic al antenei, este redusă la nivelul 0, 707, sau nivelul de putere scade la 0, maxim 5. Lățimea lobului principal este evaluată pe proprietățile direcționale ale antenei. Cu cât această lățime este mai mică, cu atât antena este mai orientată.
Forma modelului de radiație depinde de tipul și designul antenei. Diagrama directivității unui vibrator cu jumătate de undă în plan orizontal, seamănă cu o cifră de opt, iar într-una verticală - un cerc. Antena "canal de undă" în modelul său direcțional are un lob principal pronunțat, iar cu creșterea numărului de directori în antenă, lobii principali și laterali se îngustează, în timp ce proprietățile direcționale ale antenei se îmbunătățesc.
FACTOR DE ACȚIUNE DIRECTIVĂ (CPR)
caracterizează proprietățile direcționale ale antenelor și este un număr care arată de câte ori puterea semnalului recepționată de antenă este mai mare decât puterea recepționată de către antena de referință (vibrator cu jumătate de undă). PRC (D) depinde de lățimea modelului antenei în planurile orizontale și verticale. Formula aproximativă are forma:
unde k este un coeficient egal cu 1 °;
H este lățimea modelului de direcție în plan orizontal, deg;
V este lățimea modelului de radiație în plan vertical, deg.
În practică, este deseori necesar să se evalueze CPR în raport cu o antenă care nu este direcționată decât o antenă nedirecțională. În acest caz, valoarea CPR calculată prin această formulă trebuie redusă de 1,64 ori. Pentru a calcula CPV în decibeli 10 ia logaritmi valorile LPC [D (dB) = 10 Ig D] și pentru a calcula în raport cu dipol reduce această valoare de 2,15 dB [-].
Directivitatea este legată de câștigul de putere Gp de relația:
unde: n este eficiența antenei.
La lungimile de undă de metru și decimetru, eficiența antenelor de recepție este aproape de unitate - aproximativ 0,95 [3,3].
COEFICIENTUL DE AMPLIFICARE A ANTENEI indică cât de mult nivelul semnalului este mai mare decât nivelul semnalului de pe antena de referință. Ca antena de referință, luați un vibrator cu jumătate de undă sau o antenă izotropă (o antenă complet nedirecțională având un model spațial sub forma unei sfere). De fapt, nu există astfel de antene, dar este un standard convenabil, prin intermediul căruia este posibilă compararea parametrilor antenelor existente. Câștigul unui vibrator cu jumătate de undă în raport cu o antenă izotropă este de 2,15 dB (1,28 ori pentru tensiune sau 1,64 ori pentru putere). Prin urmare, în cazul în care există necesitatea de a recalcula tensiunea câștigul antenei sau putere în raport cu o antenă izotropă, este necesar să se împartă cunoscut magnitudinea la 1,28 sau 1,64, rezultând un câștig relativ pentru a obține un vibrator jumătate de val. Dacă antena G este indicată în decibeli în raport cu o antenă izotropă, apoi să o scăpați de antena cu jumătate de undă, este necesar să se scadă 2,15 dB.
De exemplu, dacă antena izotropică relativă G = 6, 5 dB, atunci în raport cu vibratoarele cu jumătate de undă G = 6, 5 - 2, 15 = 4, 35 dB.
Când comparați antenele, trebuie să acordați atenție la ceea ce este exprimat câștigul în ceea ce privește tensiunea sau puterea:
unde Pa este puterea primită de antenă;
Ra este puterea primită de către antena de referință;
Una-tensiune pe antena;
Ue este tensiunea pe antena de referință.
Valoarea medie a câștigului de antenă în banda de operare este media aritmetică a câștigurilor în decibeli măsurate la frecvențele medii ale fiecărui canal care intră în banda de lucru și, de asemenea, la frecvențele extreme ale benzii respective.
Neuniformitatea câștigului este raportul câștigului maxim la minim în banda de frecvență a canalelor recepționate.
COEFICIENT DE -ASCHITNOGO (K-D) determină ASCHISCHENNOST antenna- relația interferență tensiune este obținută de la antena pe sarcină compensată atunci când primește din spate sau direcția laterală, la tensiunea la aceeași sarcină atunci când este luat cu direcția principală.
Imunitatea de interferență în decibeli este determinată de formula:
În surse străine, imunitatea la zgomot este exprimată printr-un raport anteroposterior (P-O), care caracterizează măsura orientării antenei pentru unghiuri de 0 ° și 180 °. P-O este raportul dintre tensiunile apărute la intrarea antenei atunci când este iradiat din aceste direcții:
Pentru aceeași antenă de K-D-O și P a modulului (valoarea K D - negativ). Determinarea imunității de zgomot apare ca nivelul lobului lateral (UBL) model directivitate - acest CEM raport atunci când primește de la cel mai înalt vârf la lobilor laterali recepție la EMF din maximul lobului principal. Nivelul lobilor laterali este reprezentat în unități sau procente relative.
La proiectarea antenelor, nivelul lobilor laterale și posterior tind să fie minimizat pentru a îmbunătăți imunitatea antenei împotriva zgomotului.
ANTENNA INPUT RESISTANCE își caracterizează proprietățile de impedanță la punctul de alimentare (la punctul de conectare al alimentatorului) și este egală cu raportul dintre tensiune și curent la intrarea alimentatorului. În general, impedanța de intrare a antenei Zvh conține rezistența Rvx și componentele reactive Хвх (capacitive sau inductive):
Cu cât componenta reactivă a lui XBx este mai mică și dacă RWX este mai apropiat de impedanța alimentatorului de linie, cu atât este mai bine să se potrivească antena. Nerespectarea condițiilor de potrivire duce la multiple reflexii ale semnalelor în alimentatorul de antenă, manifestate sub forma unor repetate deplasate orizontal imagini pe un ecran de televizor și o pierdere parțială a puterii semnalelor recepționate în alimentator.
Pentru a reduce pierderile de putere antena trebuie să fie reglate la rezonanță cu frecvența canalului primit. Dacă antena funcționează într-o gamă largă de canale de televiziune, ar trebui să fie reglate pe frecvența gama de mijloc. Practic, reglarea este redusă la alegerea dimensiunilor geometrice și a elementelor de antenă, precum și la amplasarea terminalelor la care este alimentată linia de alimentare. rezonanță antena este atinsă atunci când lungimea vibratorului este un număr întreg de valuri și jumătate. Dacă numărul de jumătăți de valuri care se potrivesc împreună cu vibrator ciudat (l / 2, - * l / 2, etc.), rezistența de intrare este mică (73 ohmi la o lungime a vibratorului l / 2-120 ohm pentru un număr mai mare de jumătăți de valuri). În cazul în care un număr par de jumătate-l, 2 * l, 3 * l, etc.), rezistența de intrare este mare (400 - 500 ohmi la 1 kohm 2, în funcție de diametrul conductoarelor).
La frecvențe sub rezonanță, componenta reactivă are un caracter capacitiv și la frecvențe deasupra rezonanței, un caracter inductiv. Impedanța de intrare a antenei depinde, de asemenea, de obiectele din apropierea antenei și afectează distribuția câmpului în spațiu, care trebuie luată în considerare la instalarea antenei.
-Dependența impedanței de intrare a antenei la frecvență se numește CARACTERISTICI DE FRECVENȚĂ Cu cât impedanța de intrare a antenei se modifică odată cu modificarea frecvenței, cu atât mai mică este lățimea de bandă a transmisiei.
Rata canalului de rulare (KBV) indică gradul de aliniere a antenei de recepție cu alimentatorul de picătură (cablu). Este numeric egal cu raportul dintre tensiunea minimă (nodul) liniei și tensiunea maximă (antinod) care ar avea loc atunci când se măsoară de-a lungul alimentatorului atunci când antena se află în modul de transmisie:
KBV este exprimată în unități relative: cu cât este mai mare valoarea lui KBV, cu atât este mai eficientă transmiterea semnalului de la antena la televizor. aprobare completă va fi cazul atunci când rezistența antenei Ra și impedanța caracteristică a alimentatorului este egal Rf (Ra = RF). Pentru unda de curent pur progresivă și de tensiune de-a lungul lungimea cablului de alimentare nu au nici minimă, nici maximă și IPM este egal cu unitatea. Acest mod de potrivire este dificil de obținut, este suficient să se considere KBV> 0. 5, ceea ce corespunde unei reduceri a puterii semnalului recepționat la 10% [3. 3]. Cu cât valoarea IPM (în antene diferite modele este în intervalul 0, 25 0, 6), mai eficient transferul semnalului de la antena la televizor de calitate superioară recepției.
Coeficientul valului staționar (SWR) este inversul IPV:
COEFICIENTUL DE REFLECȚIE este raportul dintre amplitudinea undei reflectate și amplitudinea undei incidentului:
SLUJIND (BUN) DLINAantenny caracterizează capacitatea antenei de recepție pentru a extrage energie electromagnetică din mediul înconjurător și definit prin raportul dintre electromotoare induse în antenă la intensitatea câmpului electric la antena de recepție:
unde U este valoarea EMF la bornele antenei, mV;
E este intensitatea câmpului electric la locul de recepție, mV / m. Lungimea efectivă a antenei (ld, în metri) este legată de amplificare și de impedanța de intrare a antenei după cum urmează [6. 1]:
unde l este lungimea de undă medie, m;
G - câștig de antenă;
Rezistența antenei. Ohm;
Lungimea efectivă a vibratorului cu jumătate de undă este:
ld = l / 3,14 = 0,32 * l (npu G = 1, Ra = 73,1 Ohm). (3.13)
În general, tensiunea la ieșirea antenei potrivită receptorului este definită ca
unde: U este valoarea EMF la ieșirea antenei, μV;
E este intensitatea câmpului electric la locul de recepție, μV / m.
De obicei, conceptul de lungime efectivă este introdus pentru vibratoare cu lungimea brațului ln<= 0.7l.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: