Антенные устройства. Селекция радиосигналов

Антенна является неотъемлемой частью каждой передающей и приемной радиостанции.

По своему целевому назначению антенны подразделяются на передающие и приемные.

Передающая антенна служит для преобразования энергии токов высокой частоты, генерируемых передатчиком, в энергию электромагнитных волн и излучения этой энергии в окружающее пространство.

Приемная антенна служит для преобразования энергии электромагнитных волн в энергию токов высокой частоты.

Как и для некоторых других преобразователей энергии, для передающей и приемной антенн справедлив принцип обратимости (взаимности). Согласно этому принципу всякая передающая антенна может служить приемной, причем показатели антенны остаются неизменными при использовании ее как в качестве передающей, так и в качестве приемной. Если известны свойства антенны при излучении электромагнитной энергии, то согласно принципу взаимности становятся известными и свойства той же антенны, используемой для приема электромагнитной энергии. Во многих радиоустройствах (связных радиостанциях, радиолокаторах и т. д.) одна и та же антенна часто исполняет роль как передающей, так и приемной антенны.

По характеру излучения и приема все антенны теоретически можно разделить на антенны ненаправленного и направленного действия.

Антеннами ненаправленного действия называются такие антенны, которые излучают электромагнитную энергию равномерно во всех направлениях.

Антеннами направленного действия называются такие антенны, которые излучают электромагнитную энергию преимущественно в определенных направлениях.

Необходимо, однако, отметить, что идеальную ненаправленную антенну можно лишь вообразить; практически же антенн, излучающих энергию идеально равномерно во всех направлениях, не существует. Поэтому все реальные антенны являются антеннами направленного действия и различаются лишь степенью направленности.

Антенны слабонаправленного действия применяются для радиовещания и для радиосвязи с несколькими корреспондентами, расположенными в разных направлениях. Широкое применение они нашли в авиационной радиосвязи. Поскольку положение самолетов в полете относительно друг друга и наземной радиостанции меняется, то антенны, применяемые на линиях радиосвязи самолет — самолет или самолет — земля, должны по возможности одинаково эффективно излучать энергию во все стороны и принимать ее со всех направлений.

Антенны остронаправленного действия применяются при магистральных связях, при радиосвязи между двумя стационарно расположенными корреспондентами, для радионавигации и во всевозможных радиопеленгаторных и радиолокационных устройствах. Применение антенн остронаправленного действия, как при передаче, так и при приеме имеет ряд достоинств:

1. Излучаемая энергия используется более рационально, так как она излучается узким пучком в заданном направлении. За счет этого при одинаковой мощности излучения обеспечивается большая дальность действия, чем при использовании ненаправленных антенн.

2. Значительно уменьшаются помехи радиоприему.

3. Ограничивается возможность обнаружения и подслушивания работы станции противником.

Кроме того, применение антенн остронаправленного действия дает возможность определять направление либо на объект, отражающий радиоволны (самолет, корабль и др.), что широко используется в радиолокации, либо на работающий радиопередатчик, на чем основана радиопеленгация.

Конструкция антенн зависит от диапазона волн, в котором должна работать антенна, желаемой направленности излучения, места установки, излучаемой мощности и т. п.

В большинстве случаев, особенно в диапазоне длинных, средних и коротких волн, антенны представляют собой одиночный провод или систему проводов. Такие антенны, называемые проволочными, обычно подразделяют на симметричные и несимметричные. В диапазоне УКВ в качестве элементов антенн, кроме проводов, широко применяются также проводящие поверхности, диэлектрические стержни и щели в проводящих поверхностях.

В общем случае антенны представляют собой цепи с распределенными электрическими параметрами.