Список скорочень

ЕМХ – електромагнітна хвиля

е.р.с. – електрорушійна сила

ДС – діаграма спрямованості

КВП – коефіцієнт використання поверхні

КЗ – коротке замикання

ККД – коефіцієнт корисної дії

КП – коефіцієнт підсилювання

КСД – коефіцієнт спрямованої дії

КСХН – коефіцієнт стоячої хвилі за напругою

РБП – рівень бокових пелюсток

СВ – спрямований відгалужувач

УКХ – ультракороткі хвилі

1. Загальні відомості про антени. Параметри та характеристики антен Призначення антен

Антеною називається пристрій, що перетворює спрямовані електромагнітні хвилі на радіохвилі та, навпаки, радіохвилі на напрямлені електромагнітні хвилі. Антена – обов'язкова складова будь-якої радіотехнічної системи.

Призначення передавальної антени полягає в перетворенні електромагнітної енергії, яка передається, на розбіжну хвилю вільного простору. Як правило, електромагнітні коливання підводяться від генератора до антени не безпосередньо, а за допомогою лінії передачі (фідерної лінії). При цьому вздовж фідера поширюються зв'язані з ним електромагнітні хвилі, що мають плоский фронт. Передавальна антена перетворює їх на вільні сферичні хвилі, що поширюються в просторі. Це перетворення повинно відбуватися з максимальним коефіцієнтом корисної дії (ККД). Приймальна антена, навпаки, перетворює вільні хвилі, що падають на неї, на спрямовані хвилі фідера, які підводять прийняту потужність до входу приймального пристрою. Це перетворення вільних електромагнітних хвиль на зв'язані неминуче супроводжується деяким зворотним випромінюванням. Поле зворотного випромінювання приймальної антени накладається на первинне поле передавальної антени таким чином, що загальна потужність цих двох полів, яка переноситься на нескінченність, виявляється зменшеною на величину потужності, що приймальна антена вилучить з поля, яке падає на неї.

Важливе значення має принцип оборотності антен, згідно з яким будь-яка передавальна антена може використовуватися для приймання електромагнітних хвиль і навпаки. Завдяки цьому в деяких радіосистемах функції випромінювання й приймання радіохвиль успішно здійснюються однією й тією ж антеною. За теоремою взаємності приймальну антену характеризують тими ж параметрами, що й передавальну.

Для ефективного функціонування радіосистеми антени, що входять до неї, повинні задовольняти певні вимоги. Серед них можна відзначити такі:

1. Антена повинна розподіляти електромагнітну потужність у просторі (або реагувати на електромагнітне поле, що приходить) за певним законом, тобто мати задану характеристику спрямованості. В одному випадку бажано, щоб енергія випромінювалася або приймалася рівномірно за всіма напрямками, в інших випадках вимагається спрямована дія, тобто концентрація поля, що випромінюється, у досить вузький пучок - так званий промінь.

2. Процес випромінювання або приймання електромагнітних хвиль не повинен супроводжуватися витратами високочастотної енергії на омічні втрати (тобто нагрів) всередині антени. Іншими словами, антена повинна мати якомога більший ККД.

3. Антена повинна бути узгодженою з фідерним трактом, або лінією живлення антени. Фідерний тракт здійснює каналізацію електромагнітної енергії, забезпечує правильний режим вхідних і вихідних кіл передавача й приймача, іноді виконує попереднє частотне фільтрування сигналів.

Здатність антени випромінювати електромагнітні хвилі з різною інтенсивністю в різних напрямках характеризується її спрямованими властивостями. Спрямовані антени дозволяють без збільшення потужності передавача в сотні тисяч, мільйони разів збільшувати в потрібному напрямку інтенсивність електромагнітного поля.

Окрім параметрів, пов'язаних з її спрямованими властивостями, існує ряд величин, якими характеризується робота антени: вхідний опір, опір випромінювання, ширина робочого діапазону антени, поляризаційні властивості та ін.