Aнтенны и распространение радиоволн

Аннотация. Конспект лекций по обзорному курсу “Антенны и распространение радиоволн” для студентов радиотехнических специальностей ЛЭТИ им. В. И. Ульянова(Ленина)

Приёмная часть структурной схемы радиоканала начинается с приёмной антенны. Приёмная антенна также является преобразователем видов энергии, она преобразует энергию электромагнитных волн свободного пространства в энергию токов высокой частоты фидера, т.е. осуществляет обратное по сравнению с передающей антенной преобразование видов энергии. Энергия токов высокой частоты с выхода приёмной антенны через фидерный тракт поступает на приёмник. В приёмнике происходит выделение и преобразование сигналов, несущих информацию, и передача их получателю. Преобразование и выделение сигналов происходит за счёт источников энергии на приёмной стороне.

В дальнейшем нас будет интересовать именно высокочастотная часть радиоканала фидеры и антенны передающей и приёмной сторон и среда распространения с помехами. Эту часть радиоканала будем называть радиолинией.

2. Диапазоны радиоволн

Радиоволны занимают часть спектра электромагнитных волн, ограниченную пределами 3 · 103 ÷ 3 · 1012 Гц. Ниже в табл. В.1 приводится классификация длин радиоволн по диапазонам и соответствующая ей номенклатура полос частот, принятая Международным Консультативным комитетом по радио (МККР) в 1959 г. ([1]) (диапазон частот связан с номером полосы N соотношением (0,3 ÷ 3) · 10N Гц).

Таблица В.1. Диапазоны и полосы частот радиоволн

В настоящее время в отечественной радиотехнике (особенно в радиолокации) активно используются представленные в табл. В.2 буквенные обозначения радиолокационных частотных диапазонов, пришедшие из англоязычных стран [3]. Исходные кодовые буквы (P, L, S, X и K ) были введены в практику во время второй мировой войны для обеспечения секретности и затем перешли и в открытое употребление. Другие буквы (C, Ku и Ka) были добавлены позднее, с началом использования новых диапазонов; некоторые буквы (P и K ) в настоящее время используются редко.

Следует отметить, что изменение частоты передачи может существенным образом изменять условия прохождения радиосигналов по по одной и той же радиотрассе между передающей и приёмной антеннами, что, соответственно, оказывает важное влияние на

качество функционирования радиолинии. Таким образом, при выборе рабочих частот различных радиотехнических систем учёт частотных особенностей распространения радиоволн играет очень важную роль.

Таблица В.2. Буквенные обозначения частотных диапазонов

Так, например, “. . .первые РЛС K-диапазона, разработанные в период второй мировой войны в лаборатории излучений Массачусетского технологического института, работали на центральной частоте 24 ГГц (длина волны 1,25 см). Это был плохой выбор, так как вскоре было обнаружено, что эта частота слишком близка к резонансной частоте водяного пара (22,2 ГГц), на которой возникает сильное поглощение. Позднее K-диапазон был подразделён на два диапазона по обе стороны от частоты водяного поглощения. . .” – Ku и Ka ([3]).

Часть 1

АНТЕННЫ