2.4 Примеры антенн

2.4.1 Симметричный вибратор

Симметричный вибратор получил широкое применение. Под ним понимают антенну, состоящую из двух проводников (плеч) равной длины, расположенных на одной оси и питаемых в середине (рис.2.5).

Рисунок 2.5

На рис.2.5 СУ - согласующее устройство, обеспечивающее согласование антенны с фидером.

Такую антенну часто называют диполем. Выражение, определяющее напряженность поля в точке приема, создаваемое таким вибратором включает множитель , зависящий от направления (см. рис.2.5).

Такой вибратор имеет круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. В вертикальной плоскости зависит от размеров вибратора (рис. 2.6).

Рисунок 2.6. Диаграммы направленности в вертикальной плоскости

Из рис.2.6 следует, что с увеличением размеров вибратора принимает многолепестковый характер (появляются боковые лепестки). Сопротивление такой антенны равно 75 Ом.

2.4.2 Четвертьволновый вертикальный вибратор

Такую антенну часто называют штыревой или не симметричным вибратором. Такая антенна применяется в переносных и мобильных устройствах связи. Такой вибратор имеет круговую в горизонтальной плоскости и направленную в вертикальной (рис.2.7).

Диаграммы направленности в вертикальной плоскости

Рисунок 2.7

Штыревая антенна с имеет емкостной характер. Для улучшения параметров такой антенны нужно настроить ее в резонансе. Для этого последовательно с ней включают катушку индуктивности. Лучшим вариантом является случай, когда индуктивность включается по средине вибратора.

2.4.3 Петлевой вибратор

Петлевой вибратор (рис.2.8) в горизонтальной плоскости имеет круговую диаграмму направленности. В вертикальной плоскости эта антенна обладает направленными свойствами. Резонанс сопротивление петлевого вибратора составляет 300 Ом.

Рисунок 2.8

Тема3. Радиоприемные устройства

3.1 Общие сведения о радиоприемных устройствах

Назначение радиоприемных устройств (РПрУ).

Радиоприемное устройство предназначено для улавливания и преобразования энергии радиоволн с целью выделения из нее полезной информации. Оно состоит из трех основных частей (рис.3.1): антенны, собственно приемника и оконечного устройства.

Рисунок 3.1

Энергия радиоволн, принятая антенной, поступает на вход приемника, который преобразует ее к виду, необходимому для нормальной работы оконечного устройства. Оконечное устройство является потребителем этой преобразованной энергии. В качестве оконечного устройства в зависимости от назначения радиоприемного устройства используются телефоны, громкоговорители, электронно-лучевые трубки, пишущие или регистрирующие устройства, устройства автоматики и телемеханики.

Функции радиоприемного устройства.

Для преобразования принимаемого сигнала в колебание для работы оконечного устройства, РПрУ должно выполнять следующие функции:

- выделение (избирательность, селекция) необходимого сигнала из множества сигналов и помех;

- усиление сигнала, так как сигнал на выходе антенны может быть очень малым и недостаточным для детектирования;

- преобразование формы сигнала (детектирование).

Структуры РПрУ представлены на рис.3.2, рис.3.3, и рис.3.4. На рис.3.2 представлена структура детекторного РПрУ.

Рисунок 3.2- Структура детекторного РПрУ

Сигнал, принятый антенной А, поступает на входное устройство ВУ. ВУ осуществляет избирательность по частоте полезного сигнала. Отфильтрованный сигнал детектируется (демодулируется) в детекторе Д и усиливается в усилителе модулирующей частоты УМЧ. Усиленный сигнал воспроизводится оконечным устройством ОУ.

Структура приемника прямого усиления представлена на рис.3.3.

Рисунок 3.3- структура РПрУ прямого усиления

Здесь усилитель радиосигналов УРС обеспечивает дополнительные усиление и избирательность принимаемого сигнала.

Наиболее широкое применение получили РПрУ супергетеродинного типа. Структура такого приемника приведена на рис.3.4.

Рисунок 3.4- Структура супергетеродинного радиоприемника

В этой схеме сигнал радиочастоты после усиления в УРС поступает на смеситель СМ, на второй вход которого от генератора (гетеродина) Г поступает дополнительный сигнал с частотою . В смесителе эти два сигнала перемножаются, и на его выходе выделяется сигнал разностной (промежуточной) частоты . Промежуточная частота , что позволяет получить в усилителе промежуточной частоты высокий коэффициент усиления и избирательность по соседнему сигналу.

Для устранения перегрузки усилительных каскадов при увеличении входного сигнала в РПрУ применяется автоматическая регулировка усиления АРУ. С этой целью в РПрУ предусматривается детектор АРУ (Д АРУ). По различным причинам частота гетеродина отклоняется от номинального значения (т.е. она нестабильна). Это вызывает нестабильность промежуточной частоты, так как или . Для стабилизации частоты гетеродина применяется автоматическая подстройка частоты АПЧ.

В ряде случаев при необходимости РПрУ строят по схеме супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты. С этой целью в РПрУ вводят дополнительно второй смеситель и второй гетеродин.

Примечание.

1. Детекторные РПрУ используют в диапазоне СВЧ и в качестве измерительных.

2. Приемники прямого усиления характеризуются низким коэффициентом усиления, низкими чувствительностью и избирательностью.

3.Супергетеродинные РПрУ обладают недостатками и достоинствами.

Недостатки:

наличие дополнительных узлов (СМ, Г); возможность излучения антенной сигнала гетеродина, что ухудшает электромагнитную совместимость; наличие дополнительного паразитного канала приема (зеркальный канал).

Достоинства:

Высокая избирательность по соседнему сигналу; высокая чувствительность и устойчивость.