Антенны радиорелейной линии прямой видимости

Радиорелейные линии занимают важное место в системах связи. Их протяженность в стране достигает тысячи километров, при этом расстоя­ние между соседними станциями составляет в основном 40...70. Тип антенн для РРЛ в основном определяется рабочим диапазоном частот и емкостью линии.

ДН

На РРЛ прямой ви­димости, работающих в дециметровом диапазоне волн, в основном, приме­няются спиральные антенны, которые обеспечивают требуемые электриче­ские характеристики, достаточно просты в изготовлении и испытывают не­большие ветровые нагрузки.

Антенна должна иметь жесткую конструкцию, чтобы при порывах ветра упругая деформация антенны не превышала допустимую величину. Атмосферные осад­ки не должны попадать в тракт питания антенны, так как это приводит к уве­личению затухания и рассогласованию тракта. Обычные одно- и двухзеркальные антенны, используемые в РРЛ, имеют ряд недостатков. Один из них - сложность получения в их раскрыве оптимального распределения амплиту­ды поля.

Среди существующих антенн наименьшим боковым излучением (наилучшей поме­хозащищенностью) обладают рупорно-параболические антенны (РПА). Такая антенна состоит из питаемого волноводом пирамидального или конического рупора и непосредственно присоединенного к нему зеркала.

На РРЛ применяются также перископические антенные системы, особенностью которых является отсутствие длинного фидера.

Антенны трапосферных ррл.

Возможна и практически реализована на УКВ передача многоканальных сообщений на большие расстояния с использованием эффекта дальнего тропосферного распространения (ДТР) радиоволн. Поскольку приемная антенна улавливает только небольшую часть энергии, переизлученной

рассеивающим объемом,   для   устойчивой связи необходимо, чтобы передающая и приемная антенны имели большой КУ(коэф. усилен.). Поэтому площади излучающих поверхностей антенн могут достигать нескольких сотен квадратных метров. КУ как передающей, так и приемной антенны тропосферной линии растет не прямо пропорционально поверхности ее раскрыва, а медленнее, что можно объяснить уменьшением объема рассеяния тропосферы при сужении ДН антенны.

На тропосферныхРРЛ, работающих в диапазонах дециметро­вых и сантиметровых волн, в основном, применяются однозеркальные осесимметричные и неосесимметричные антенны, осесимметричные двухзеркальные антенны со смещенной фокальной осью, а также рупорно-параболические антенны. На пунктах тропосферных РРЛ нет необходимости поднимать антенны на большую высоту.

Антенны для спутниковой и космической радиосвязи.

Связь между земными пунктами, находящимися на расстояниях от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч километров друг от друга, удобно   осуществлять    на    сантиметровых    волнах    с помощью    ИСЗ, применяемых в качестве активных ретрансляторов.

Объем и качество передачи информации во многом определяются антенно-фидерным устрой­ством системы спутниковой связи (ССС). С учетом этого сформулируем ос­новные требования к антенным устройствам ССС.

Антенные земные ССС. Антенны земных станций спутниковой связи (ЗССС) и космической радиосвязи являются сложными устройствами, имеющими большие габаритные размеры и массу. Они работают в условиях воздействия переменных ветровых нагрузок, дождя, гололеда, солнечного нагрева и т.д.

В этих трудных климатических условиях должны быть обеспечены высокая механиче­ская прочность антенной системы и сохранение с высокой точностью задан­ной формы поверхности зеркала. С этой целью зеркало антенны снабжается мощным каркасом, опирающимся на несущую платформу антенно-поворотного устройства. 

Бортовые антенны ССС. Бортовые антенны ИСЗ обеспечивают приём и передачу по спутниковой линии связи сигналов связных, вещательных, телевизионных, телеметрических и других систем. Уровень излучения в сто­рону Земли антеннами ИСЗ ограничен энергетикой станции космического аппарата и недопустимостью излучения в этом направлении мощных сигналов.

Бортовую антенну выбирают с учетом требований, свя­занных с построением и энергетическим потенциалом линии связи, диапазо­ном рабочих частот и полосой пропускания, условиями работы в космосе, стабилизацией ИСЗ и т.д.

Питание антенн радиорелейной, спутниковой и космической радиосвязи.

Для передачи электромагнитной энергии от передатчика к антенне и от антенны к приемнику используются коаксиальные линии, волноводные линии и лучеводы. В некоторых случаях даже в дециметровом диапазоне волн с целью снижения потерь предпочтительнее использовать волноводные линии.

Коротковолновые антенны.

Основная область использования KB диапазона - связь на большие расстояния, которая осуществляется с помощью пространственных волн, достигающих места приема либо однократным отражением от верхних слоев ионосферы, либо многократным от­ражением от ионосферы и поверхности Земли. 

Поэтому направление максимального излучения (приема) антенны должно составлять с линией горизонта некоторый угол. В этих случаях обычно применяют горизонтальные антенны, так как горизонтально поляризованные волны при отражении от почвы при определенном угле испытывают меньшее поглощение, чем вер­тикально поляризованные. При связи на небольшие расстояния используют антенны вертикальной поляризации. Ча­ще всего из-за конструктивных преимуществ  применяют несимметричные вибраторы. 

Вертикальные вибраторы создают более интенсивное излучение, чем горизонтальные, вдоль поверхности земли. На декаметровых волнах уда­ется выполнять антенны, размеры которых превосходят длину волны в не­сколько раз и которые обладают значительным направленным действием. Для обеспечения непрерывной радиосвязи необходимо иметь несколько ра­бочих волн, значительно отличающихся друг от друга.

Для обеспе­чения радиовещанием очень удаленных территорий приходится применять антенны с большим КУ, имеющие в коротковолновой части рабочего диапа­зона ширину ДН в вертикальной плоскости меньшую, чем сектор наиболее вероятных углов прихода лучей. У таких антенн желательно предусмотреть формирование 

по крайней мере двух ДН, одна из которых имеет максимум под более низкими углами возвышения, а другая - под более высокими.

 В настоящее время на линиях связи большой длины обычно при­меняют сложные антенны диапазонного типа, для линий связи небольшой длины - простые антенны, как диапазонные, так и узкополосные (настраи­ваемые).