текст - antenna (559868), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Антенна Hertzian - ряд терминалов, который не требует присутствия основания для его операции (против антенны Тесла, которая основана. ^[3]), нагруженная антенна - активная антенна, имеющая удлиненную часть заметной электрической длины и имеющая дополнительную индуктивность или емкость непосредственно последовательно или шунт с удлиненной частью, чтобы изменить постоянный образец волны, существующий вдоль части или изменить эффективную электрическую длину части. Антенна, основывающая структуру, является структурой для того, чтобы основать уровень потенциала ссылки для того, чтобы управлять активной антенной. Это может быть любая структура, близко связанная с (или действующий как) основание, которое связано с терминалом приемника сигнала или источника, выступающего против активного терминала антенны, (то есть, приемник сигнала или источник вставлены между активной антенной и этой структурой).

Краткий обзор

У антенн есть практическое использование для передачи и приема сигналов радиочастоты (радио, телевидение, и т.д.). В воздухе те сигналы едут близко к скорости света в вакууме и с очень низкой потерей передачи. Сигналы поглощены, размножаясь через большее количество материалов проведения, таких как конкретные стены, скала, и т.д. Сталкиваясь с интерфейсом, волны частично отражены и частично переданы через.

Огромное большинство антенн - простые вертикальные пруты четверть длины волны долго. Такие антенны просты в строительстве, обычно недороги, и оба исходят в и получают от всех горизонтальных (всенаправленных) указаний. Одно ограничение этой антенны - то, что она не излучает или получает в руководстве, в котором указывает прут. Эту область называют антенной слепым конусом или пустым указателем.

Есть два фундаментальных типа антенн, которые, в отношении определенного трехмерного (обычно горизонтальный или вертикальный) самолет также:

1. Всенаправленный (исходит одинаково во всех указаниях), таких как вертикальный прут или

2. Направленный (исходит больше в одном руководстве чем в другом).

В разговорном использовании, всенаправленном обычно, обращается ко всем горизонтальным указаниям с приемом выше и ниже антенны, уменьшаемой в пользу лучшего приема (и таким образом расположитесь) в других указаниях. Также направленные антенны обычно предназначаются, чтобы обратиться к одному планированию для единственного определенного руководства, такого как телескоп, спутниковая антенна, или возможно 120 ° горизонтальных приемов и область передачи.

Все антенны излучают немного энергии во всех указаниях в свободных космических, но осторожных строительных результатах в существенной передаче энергии в привилегированном руководстве и незначительной энергии, излученной в других указаниях.

Добавляя дополнительные пруты проведения или катушки (названный элементами) и изменение их длины, интервал, и ориентация (или изменение руководства луча антенны), антенна с определенными желательными свойствами может быть создана, такие как Антенна Яги-Uda (часто сокращенный к "Яги").

Множество антенны - две или больше антенны, соединенные к общему источнику или грузу, чтобы произвести определенный направленный радиационный образец. Пространственные отношения между индивидуальными антеннами способствуют директивности антенны.

Активный элемент срока предназначен, чтобы описать элемент, продукция энергии которого изменена из-за присутствия источника энергии в элементе (кроме простой энергии сигнала, которая проходит через кругооборот), или элемент, в котором продукцией энергии из источника энергии управляет вход сигнала.

Ввод антенны - среда, например, линия передачи или линия подачи для того, чтобы передать энергию сигнала между источником сигнала или приемником и антенной. Подача антенны обращается к компонентам между антенной и усилителем.

Баланс антенны - структура проводящего материала, наиболее близко связанного с основанием, которое может быть изолировано от или емкостно соединено к естественному основанию. Это помогает в функции естественного основания, особенно где изменения (или ограничения) особенностей естественного основания сталкиваются с его надлежащей функцией. Такие структуры обычно связываются с терминалом приемника или источника напротив терминала антенны.

Компонент антенны - часть антенны, выполняющей отличную функцию и ограниченный для использования в антенне, что касается примера, отражателя, директора, или активной антенны.

Паразитные элементы - обычно металлические проводящие структуры, которые повторно исходят в свободное место, посягающее электромагнитная радиация, прибывающая из или идущая в активную антенну.

Электромагнитный линзовый телескоп волны - структура, которая сформирована или помещена, чтобы задержать или ускорить переданные электромагнитные волны, проходя через такую структуру, количество, которое изменяется по фронту волны. Линзовый телескоп изменяет руководство распространения волн, испускаемых от структуры относительно волн, посягающих на структуру. Это может альтернативно принести волну в центр или изменить фронт волны другими способами, например, преобразовать сферический фронт волны в плоский фронт волны (или наоборот). У скорости излученных волн есть компонент, который находится в том же самом руководстве (директор) или в противоположном руководстве (отражатель) та из скорости посягающей волны.

Директор обычно - металлическая проводящая структура, которая повторно исходит в свободное место, посягающее электромагнитная радиация, прибывающая из или идущая в активную антенну, скорость повторно излученной волны, имеющей компонент в направлении скорости посягающей волны. Директор изменяет радиационный образец активной антенны и нет никаких существенных потенциальных отношений между активной антенной и этой проводящей структурой.

Отражатель обычно - металлическая проводящая структура (например, экран, прут или пластина), который повторно исходит назад в свободное место, посягающее электромагнитная радиация, прибывающая из или идущая в активную антенну. Скорость возвращенной волны, имеющей компонент в руководстве напротив руководства скорости посягающей волны. Отражатель изменяет радиацию активной антенны. Нет никаких существенных потенциальных отношений между активной антенной и этой проводящей структурой.

Сеть сцепления антенны - пассивная сеть (который может быть любой комбинацией индуктивного или емкостного кругооборота (ов) имеющего сопротивление) для того, чтобы передать энергию сигнала между активной антенной и источником (или приемник) такой энергии сигнала.

Как правило, антенны разработаны, чтобы работать в относительно узком частотном диапазоне. Критерии проекта для получения и передачи антенн отличаются немного, но вообще антенна может получить и передать одинаково хорошо. Эту собственность называют взаимностью.

Parameters

There are several critical parameters that affect an antenna's performance and can be adjusted during the design process. These are resonant frequency, impedance, gain, aperture or radiation pattern, polarization, efficiency and bandwidth. Transmit antennas may also have a maximum power rating, and receive antennas differ in their noise rejection properties. All of these parameters can be measured through various means.

Resonant frequency

The "resonant frequency" and "electrical resonance" is related to the electrical length of the antenna. The electrical length is usually the physical length of the wire divided by its velocity factor (the ratio of the speed of wave propagation in the wire to c₀, the speed of light in a vacuum). Typically an antenna is tuned for a specific frequency, and is effective for a range of frequencies usually centered on that resonant frequency. However, the other properties of the antenna (especially radiation pattern and impedance) change with frequency, so the antenna's resonant frequency may merely be close to the center frequency of these other more important properties.

Antennas can be made resonant on harmonic frequencies with lengths that are fractions of the target wavelength. Some antenna designs have multiple resonant frequencies, and some are relatively effective over a very broad range of frequencies. The most commonly known type of wide band aerial is the logarithmic or log periodic, but its gain is usually much lower than that of a specific or narrower band aerial.

Gain

Gain as a parameter measures the directionality of a given antenna. An antenna with a low gain emits radiation with about the same power in all directions, whereas a high-gain antenna will preferentially radiate in particular directions. Specifically, the Gain, Directive gain or Power gain of an antenna is defined as the ratio of the intensity (power per unit surface) radiated by the antenna in a given direction at an arbitrary distance divided by the intensity radiated at the same distance by an hypothetical isotropic antenna.

The gain of an antenna is a passive phenomenon - power is not added by the antenna, but simply redistributed to provide more radiated power in a certain direction than would be transmitted by an isotropic antenna. If an antenna has a greater than one gain in some directions, it must have a less than one gain in other directions since energy is conserved by the antenna. An antenna designer must take into account the application for the antenna when determining the gain. High-gain antennas have the advantage of longer range and better signal quality, but must be aimed carefully in a particular direction. Low-gain antennas have shorter range, but the orientation of the antenna is inconsequential. For example, a dish antenna on a spacecraft is a high-gain device (must be pointed at the planet to be effective), while a typical WiFi antenna in a laptop computer is low-gain (as long as the base station is within range, the antenna can be in an any orientation in space). It makes sense to improve horizontal range at the expense of reception above or below the antenna. Thus most antennas labeled "omnidirectional" really have some gain.^[4]

Sometimes, the half-wave dipole is taken as a reference instead of the isotropic radiator. The gain is then given in dBd (decibels over dipole):

0 dBd = 2.15 dBi

Radiation pattern

The radiation pattern of an antenna is the geometric pattern of the relative field strengths of the field emitted by the antenna. For the ideal isotropic antenna, this would be a sphere. For a typical dipole, this would be a toroid. The radiation pattern of an antenna is typically represented by a three dimensional graph, or polar plots of the horizontal and vertical cross sections. The graph should show sidelobes and backlobes, where the antenna's gain is at a minima or maxima.

Impedance

As an electro-magnetic wave travels through the different parts of the antenna system (radio, feed line, antenna, free space) it may encounter differences in impedance (E/H, V/I, etc). At each interface, depending on the impedance match, some fraction of the wave's energy will reflect back to the source^[5], forming a standing wave in the feed line. The ratio of maximum power to minimum power in the wave can be measured and is called the standing wave ratio (SWR). A SWR of 1:1 is ideal. A SWR of 1.5:1 is considered to be marginally acceptable in low power applications where power loss is more critical, although an SWR as high as 6:1 may still be usable with the right equipment. Minimizing impedance differences at each interface (impedance matching) will reduce SWR and maximize power transfer through each part of the antenna system.

Complex impedance of an antenna is related to the electrical length of the antenna at the wavelength in use. The impedance of an antenna can be matched to the feed line and radio by adjusting the impedance of the feed line, using the feed line as an impedance transformer. More commonly, the impedance is adjusted at the load (see below) with an antenna tuner, a balun, a matching transformer, matching networks composed of inductors and capacitors, or matching sections such as the gamma match.

Efficiency

"Efficiency" is the ratio of power actually radiated to the power put into the antenna terminals. A dummy load may have an SWR of 1:1 but an efficiency of 0, as it absorbs all power and radiates heat but not RF energy, showing that SWR alone is not an effective measure of an antenna's efficiency. Radiation in an antenna is caused by radiation resistance which can only be measured as part of total resistance including loss resistance. Loss resistance usually results in heat generation rather than radiation, and reduces efficiency. Mathematically, efficiency is calculated as radiation resistance divided by total resistance.

Bandwidth

The "bandwidth" of an antenna is the range of frequencies over which it is effective, usually centered on the resonant frequency. The bandwidth of an antenna may be increased by several techniques, including using thicker wires, replacing wires with cages to simulate a thicker wire, tapering antenna components (like in a feed horn), and combining multiple antennas into a single assembly and allowing the natural impedance to select the correct antenna. Small antennas are usually preferred for convenience, but there is a fundamental limit relating bandwidth, size and efficiency.

Polarization

The "polarization" of an antenna is the orientation of the electric field (E-plane) of the radio wave with respect to the Earth's surface and is determined by the physical structure of the antenna and by its orientation. It has nothing in common with antenna directionality terms: "horizontal", "vertical" and "circular". Thus, a simple straight wire antenna will have one polarization when mounted vertically, and a different polarization when mounted horizontally. "Electromagnetic wave polarization filters" are structures which can be employed to act directly on the electromagnetic wave to filter out wave energy of an undesired polarization and to pass wave energy of a desired polarization.

Характеристики

Список файлов учебной работы