Оглавление

1. Назначение антенн и их общая характеристика.

Любая радиотехническая установка, предназначенная для излучения или приема радиоволн, содержит антенну.

Излучение – процесс образования свободно распространяющихся электромагнитных волн.

Прием – поглощение падающей электромагнитной волны.

На рисунке показана простейшая структурная схема прохождения радиосигнала от передатчика до приемника.

Модулированные колебания, возбуждаемые передатчиком 1, по фидерной линии 2, поступают в передающую антенну 3, которая излучает их в виде свободно распространяющихся электромагнитных волн. Излученные волны переходят через промежуточную среду 4, и часть из них достигает приемной антенны 5. В приемной антенне под воздействием электромагнитной волны индуцируются высокочастотные токи, которые по фидерной линии 6 поступают в приемник 7. Таким образом, передающую антенну может определить как устройство, предназначенное для излучения электромагнитных волн. Приемной антенной называется устройство, служащее для приема электромагнитных волн с целью использования информации, переносимой этими волнами.

Пространственная избирательность приемной антенны наряду с частотной избирательностью и применением специальных фильтров в радиоприемнике является действенным средством борьбы с внешними помехами (естественными и искусственными).

Антенна излучает электромагнитные волны, распространение которых связано с переносом определенной мощности (или энергии). Однако для сокращения говорят, что антенна излучает мощность (или энергию). Эти выражения имеют условный смысл.

Требования, предъявляемые к антеннам, зависят от их назначения.

1.1 Классификация антенн.

1. По типу выполняемой функции

   1. передающие

   2. приемные

Между свойствами передачи и приема антенны существует определенная связь, поэтому нет смысла изучать эти антенны отдельно. Кроме того, одна и та же антенна может служить и для приема, и для передачи.

2. По используемому диапазону частот

   1. антенны длинных волн (ДВ)

   2. антенны средних волн (СВ)

   3. антенны коротких волн (КВ)

   4. антенны ультракоротких волн (УКВ)

В УКВ выделяют

- метровые (МВ)

- дециметровые (ДМВ)

- сантиметровые (СМВ)

- миллиметровые (ММВ)

Диапазон частот связан с её геометрическими размерами. Для улучшения направленных свойств антенны, необходимо увеличивать соотношения либо , где

L – линейные размеры антенны

S – площадь антенны

– длина волны

Такая классификация имеет недостаток: одна и та же антенна может использоваться в различных частотных диапазонах. Для коротких и более длинных волн характерным является применение антенн из проводов сравнительно небольшого поперечного сечения (линейных проводников). Для дециметровых и более коротких волн применяются антенны, у которых токи протекают по проводящим поверхностям, имеющим большие размеры по сравнению с длиной волны. Указанные антенны существенно различаются как по методам их изучения, так и по конструкции.

3. По виду излучающей поверхности

   1. линейные (проволочные) – у таких антенн существует один размер L превышающий остальные размеры.

   2. апертурные: можно выделить воображаемый раскрыв – апертуру, через которую происходит излучение электромагнитной волны.

   3. антенны поверхностных волн: возбуждаются бегущими электромагнитными волнами, распространяющимися вдоль антенны, и излучающие преимущественно вдоль направления распространения

Линейные антенны делятся на:

1. открытые

а) симметричный вибратор (оба плеча вибратора имеют по величине одинаковые потенциалы, но разные по знаку относительно земли) – отрезок провода, питаемый в середине от источника э.д.с. высокой частоты.

б) несимметричный вибратор – источник э.д.с. включается между вибратором и землей (противовесом).

2. Замкнутые – рамочные (используются в радионавигации (ДВ, СВ, КВ)).

Апертурные антенны – это такие антенны, излучение у которых происходит через раскрыв — апертуру. Используются, как правило, в СВЧ диапазоне. Существенно отличаются от линейных антенн, как по принципу действия, так и по анализу и по конструкции.

К ним относятся: рупорные, линзовые, зеркальные.

Размеры апертуры много больше длины волны – ДН остронаправленная, то есть узкая.

Как правило, в раскрыве амплитудное распределение – синфазное. Поле в раскрыве характеризуется двумя параметрами: амплитудным распределением и фазовым распределением.

1 – металлический отражатель

2 – вибратор

3 – контрефлектор

4 – коаксиальный фидер

5 – симметрирующее устройство

Эти антенны применяются в самых различных радиотехнических устройствах: РЛС, РР линии, телевидение, системы наведения и слежения за ЛА и т.д.

Антенны поверхностных волн – возбуждаются бегущими электромагнитными волнами, распространяющимися вдоль антенн, и излучающими преимущественно вдоль распространения.

Поперечное сечение стержневой диэлектрической антенны.

Плоскостная прямоугольная антенна с системой прямоугольных канавок.