Особенности передающих антенн для различных диапазонов радиоволн
В радиосистемах используются проволочные и апертурные антенны. Применение того или иного вида типа антенн определяется числом каналов, диапазоном частот, и характером трассы. Проволочные состоят из проводов небольшого поперечного сечения по сравнению с длиной волны и продольными размерами. Антенны излучающие через свой раскрыв - апертуру, называются апертурными. Иногда их называют дифракционными, рефлекторными, зеркальными. Электрические токи таких антенн протекают по проводящим поверхностям, имеющих размеры, соизмеримые с длиной волны или много больше ее. Километровые и гектометровые радиоволны широко используются для организации сети звукового радиовещания. Передающие антенны, как правило, устанавливаются в центре зон обслуживания, и поэтому должны создавать ненаправленное излучение вдоль поверхности Земли, т.е. иметь диаграмму направленности в горизонтальной плоскости в виде окружности. Таким условиям отвечают антенны-мачты и антенны - башни. Их высота обычно 150,..250 м, а некоторые даже имеют высоту до 350 - 500 м. При распространении декаметровых волн антенны должны формировать направленное излучение с максимумом излучения под некоторым углом поверхности Земли. Для этого используются проволочные антенны: вибраторные (дипольные), ромбические, и синфазные в виде решетки из вибраторов, возбужденных определенным образом.
Рис. 79. Дипольная антенна
Рис. 80. Штыревая антенна
Многовибраторные синфазные антенны (рис. 81) работают эффективно в относительно узком диапазоне. Поэтому применяются в малоканальных системах, работающих в длинноволновой части дециметрового диапазона волн.
Рис. 81. Многовибраторные синфазные антенны
В дециметровом диапазоне используются также рупорные антенны. Простейшей рупорной антенной является открытый конец металлической трубы прямоугольного или круглого сечения, так называемого волновода. Излучающая часть антенны называется раскрытом антенны. Направленность рупорной антенны увеличивается с ростом площади раскрыта рупора. Такие антенны применяются самостоятельно редко, но часто входят в конструкцию многих более сложных антенн. В диапазоне сантиметровых волн используются перископические антенны, параболические, рупорные, рупорно-параболические. В перископических антеннах (рис. 82) используют явление отражения электромагнитных волн от металлических поверхностей. В этих антеннах облучатель, располагается на земле, а на башне устанавливается переизлучатель – плоское зеркало, устанавливается под углом 45° к вертикали устанавливаются зеркала таким образом, чтобы энергия, перехваченная верхним зеркалом, излучалась на соседнюю станцию. Такие антенны имеют небольшой коэффициент защитного действия, повышенную чувствительность к помехам от других радиотехнических систем и сложность защиты нижнего зеркала от снега и гололеда. Поэтому такие антенны используются в радиорелейных системах
иРис. 82. Перископическая антенна Ииииииииииииииииииииииииииииииииииииииииии Параболическая антенна (рис. 83) состоит из отражателя (зеркала), выполненного в виде параболоида вращения и облучателя, расположенного в фокусе отражателя или вынесенного за его пределы. Этот вид антенн также используется в радиосистемах средней емкости в диапазоне сантиметровых волн.
Рис. 83. Параболические антенны Рис. 84. Рупорно-параболические антенны Рупорно-параболические антенны и двухзеркальные антенны используются в радиосистемах большой емкости в диапазоне сантиметровых волн. Рупорно - параболические антенны (рис. 84) можно рассматривать как комбинацию рупора и отражателя (металлическое зеркало), имеющего форму части поверхности параболоида вращения. В этой антенне облучатель вынесен из поля зеркала, поэтому антенна не принимает сигналов от обратного направления, потери энергии на пути от облучателя к зеркалу практически отсутствуют, коэффициент защитного действия составляет 70 дБ. Такие антенны получили широкое применение в радиосистемах.
Рис. 85. Двухзеркальные антенны Двухзеркальная антенна (рис. 85)представляет собой параболическую антенну, имеющую переизлучатель (малое зеркало) или в форме гиперболоида вращения, один из фокусов которого совпадает с фокусомпараболоида, либо в форме конуса, образующая которого меняется поэллиптическому закону.Для увеличении коэффициента направленного действия поверхность основного зеркала делают несколько отличающейся от параболической (квазипараболической). Эти антенны широко применяются на земных станциях спутниковых систем передачи.
|
На местных радиолиниях протяженностью 50… 100 км используются в основном декаметровые радиоволны и простые вертикальные антенны в виде вертикально подвешенного провода (Т- и Г-образные). Передающие антенны метровых волн, используются для организации ТВ и ЗВ, а также для связи с подвижными объектами в пределах определенной зоны обслуживания. Передающие антенны, как правило, должны иметь ненаправленное излучение в горизонтальной плоскости. Кроме того, в этом же диапазоне используются недорогие штыревые антенны (рис. 45), разработанные специально для небольших систем радиосвязи, одноканальных ретрансляторов, пейджинговых передатчиков, систем телеметрии.
средней емкости.
