all (960719), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

Узконаправленныеантенны имеют один ярко выраженный максимум, который называютосновным лепестком и побочные максимумы, обычно имеющиеотрицательное влияние, высоту которых стремятся уменьшить.Узконаправленные антенны применяют для концентрациимощности радиоизлучения в одном направлении для увеличениядальности действия радиоаппаратуры, а также для повышенияточности угловых измерений в радиолокации. Широконаправленныеантенны имеют хотя бы в одной плоскости диаграмму направленности,которую стремятся приблизить к кругу.

Они находят применениенапример в радиовещании. Часто лепестки диаграммы направленностиназывают лучами антенны.36. Антенны. Типы антенн.Антенна – устройство, предназначенноеприема и передачи радиоволн.дляТипы антенн по диаграмме направленности(ДН).ДН – графическое представление зависимостикоэффициента усиления антенны от направленияантенны в заданной плоскости. Бывают двухтипов:УзконаправленныеШироконаправленныеУзконаправленныеантенныимеютярковыраженный максимум (основной лепесток) ипобочные максимумы, которые обычно оказываютотрицательноевлияние.Такиеантенныиспользуютсядляконцентрациимощностирадиоизлучения в одном направлении длярадиоаппаратуры.увеличениядальностидействияШироконаправленные антенны имеют ДН, стремящуюся к кругу(используются в радиовещании).Типы антеннПараболическая. Основной областью их примененияявляется организация транспортных каналов для базовойстанции.

Параболическая антенна состоит из двухосновных элементов: зеркало параболической формы иизлучатель на некотором расстоянии от зеркала, которыйпередает и принимает излучаемый сигнал. Принцип работы параболическойантенны основан на том, что все лучи попадающие на зеркало фокусируются вединой точке – фокус параболы, где располагается приемник сигнала. В тожевремя все излученные из фокуса лучи будут передаваться в едином направлении.Главной особенностью параболической антенны является игольчатая диаграмманаправленности, характеризуемая длинным и узким основным лепестком.Диполи (симметричные вибраторы) - Симметричный вибратор можнопредставить как длинную линию, разомкнутую на конце, провода которойразвернуты на 180° (рис.

6-2). Благодаря этому направления токов всимметричных точках обеих половин вибратора оказываются одинаковыми. Длятого чтобы получить максимальный ток в проводах вибратора, а следовательно,и максимальное излучение, используют резонанс, т. е. устанавливают частотутока в вибраторе равной частоте его собственных колебаний.Примеры:шунтовойвибратор,петлевойвибратор и т.д.Изотропные.

Антенны излучают энегрию ввидеэлектромагнитныхволнвовсехнаправлениях. Изотропный излучатель — этоидеальныйточечныйисточникэлектромагнитныхволн,излучающийравномерно по всем направлениям. В природетаких излучателей не существует, поэтому онирассматриваются как эталонные излучатели.Другие (турникетные, рупорные). Пример рупорной антенны изображен нарисунке37. Антенны. Диполи.Симметричныйвибратор(Диполь) —простейшаяинаиболеераспространённаяантенна. В наиболее простомварианте он представляет собой прямолинейный проводник длиной 2l радиуса a,питаемый в середине от генератора токами высокой частоты.Симметричный вибратор можнопредставить как длинную линию,разомкнутую на конце, провода которойразвернуты на 180° (рис. 6-2).

Благодаряэтому направления токов в симметричныхточках обеих половин вибратораоказываются одинаковыми. Для тогочтобы получить максимальный ток впроводах вибратора, а следовательно, имаксимальное излучение, используют резонанс, т. е.устанавливают частоту тока в вибраторе равной частоте его собственных колебаний.Если радиус проводников вибратора a <<l, a << λ, то такойвибратор называется тонким.

Коротким вибраторомназывается вибратор у которого l<0.5*λ, а длинным —вибратор у которого l>0.5*λ.На рисунке изображена диаграмма направленностидипольной антенны -Стандартная диаграмманаправленности полуволнового диполя в дальней зоне.38. Параболические антенны.Основной областью их применения является организация транспортных каналов длябазовой станции. Параболическая антенна состоит из двух основных элементов:зеркало параболической формы и излучатель на некотором расстоянии от зеркала,который передает и принимает излучаемый сигнал.

Принцип работы параболическойантенны основан на том, что все лучи, попадающие на зеркало, фокусируются в единойточке – фокус параболы, где располагается приемник сигнала. В тоже время всеизлученные из фокуса лучи будут передаваться в едином направлении. Главнойособенностьюпараболическойантенныявляетсяигольчатаядиаграмма направленности,характеризуемая длинным иузким основным лепестком.Объяснениеосновногосвойства такой антенны:Если направить на параболулучи света, параллельные еёоси симметрии, то все лучисоберутсявфокусепараболы. Это свойство называется оптическим свойством параболы.

Верно и обратное.Если поместить лампочку в фокус, то лучи, отразившись от параболы, пойдутпараллельно, причём граница света будет прямой. Это оптическое свойство верно идля параболоида. Если поместить лампочку в фокус параболоида, то лучи, отразившисьот поверхности, пойдут параллельно друг другу. Обратное тоже верно. Именно этосвойство используется в спутниковых параболических антеннах. Так как спутникнаходится очень далеко от антенны, то лучи можно считать почти параллельными, иприёмник сигнала ставится в фокус параболоида .На рисунке изображена Диаграмма направленности параболической антенны вплоскости, содержащей геометрическую ось.39.

Пример характеристик современных антенн.Электромагнитное излучение, создаваемое антенной, обладаетсвойстваминаправленности и поляризации. Антенна как двухполюсникобладает входным сопротивлением (импедансом). Лишь частьэнергии источника антенна преобразует в электромагнитную волну, остальная расходуется в видетепловых потерь. Характеристики антенн:Полевые характеристикиo характеристика направленностиo диаграмма направленности (ДН)o ширина ДН по заданному уровнюo уровень боковых лепестков (УБЛ)o коэффициент рассеянияo фазовая диаграммаo поляризационная диаграммаo коэффициент направленного действия (КНД)o коэффициент усиления (КУ)o Коэффициент использования поверхности (КИП) апертуры антенныo эффективная площадь рассеяния (ЭПР) антенныХарактеристики со стороны линии питанияo тип линии питания, номинальное входное сопротивление антенныo резонансная частота, рабочая полоса частот (по качеству согласования)o входной импеданс антенны и коэффициент стоячей волны (КСВ) в линии питанияo максимальная допустимая мощность на входе антенныПередаточные характеристикиo коэффициент полезного действия (КПД)o действующая высотаo векторная импульсная характеристика, векторная передаточная характеристикашумовая температура антенныэквивалентная изотропно излучаемая мощность (ЭИИМ) (характеристика системы антенна +радиопередатчик)Конструктивные характеристикиo масса, координаты центра масс, момент инерцииo габаритные размеры, максимальный радиус разворотаo парусность (ветровая нагрузка)o объект установки, способ крепленияo применённые материалыПримеры на коэффициент усиления (из слайдов)Пример 1.

Коэффициент усиления антенны в заданном пространстве составляет 5дБ => в этомнаправлении мощность излучения на 5 дБ (в 3.16 раза) больше, чем мощность излучения изотропнойантенны (подразумевается, что увеличение мощности в 1 направлении влечет уменьшение мощностив других направлениях).Зная коэффициент усиления антенны и мощность передатчика нетрудно рассчитать мощностьсигнала в направлении главного лепестка диаграммы направленности.Пример 2. При использовании беспроводной точки доступа с мощностью передатчика 100 мВт (20dBm) и направленной антенны с коэффициентом усиления 10 dBi мощность сигнала в направлениимаксимального усиления составит 20 dBm+10dBi = 30 dBm (1000 мВт), что в 10 раз больше , чем вслучае применения изотропной системы.40.

Поляризация антенн.Электромагнитные волны, излучаемые антенной, могут по-разному распространяться всреде. Особенности распространения зависят от поляризации передающей антенны.Виды поляризации:линейнаякруговая - вид поляризации электромагнитной волны, при котором за один периодэлектромагнитного колебания радиоволна делает полный оборот на 360 градусов(например, при прохождении ионосферы происходит вращение плоскостиполяризации и вектор поляризации уже не совпадает и КПД приемной частипадает)Большинство антенн, используемых для беспроводной связи, являются антеннами слинейной поляризацией:горизонтальная (вектор электрического поля лежит в вертикальной плоскости)вертикальная (в горизонтальной - соответственно)Поляризация зависит от типа антенны и ее расположения.К примеру, вертикально расположенный несимметричный вибратор, даетвертикальную поляризацию, а горизонтально расположенный — горизонтальную.Антенны горизонтальной поляризации дают больший эффект, т.к.

природные ииндустриальные помехи, имеют в основном вертикальную поляризацию.Горизонтально поляризованные волны, отражаются от препятствий менее интенсивно,чем вертикально.При распространении вертикально поляризованных волн, земная поверхностьпоглощает на 25% меньше их энергии.При прохождении ионосферы, происходит вращение плоскости поляризации, какследствие, на приемной стороне не совпадает вектор поляризации и КПД приемнойчасти падает.

Для решения проблемы, применяют круговую поляризацию. На рисункеизображена – горизонтальная и вертикальные поляризации.41. Распространение сигнала антенны –варианты.При распространении сигнал, излученныйантенной, в общем случае может:1. огибать поверхность Земли2. отражаться от верхних слоев атмосферы3. распространяться вдоль линии прямойвидимостиПри распространении сигнал в той или иной степени повторяет кривизнупланеты:1. имеет место для частот до 2МГц2. может превышать переделы прямойвидимостиОтражение от ионосферыПрименение:любительская, персональная,служебная радиосвязьмеждународное радиовещание (ВВС, Голос Америки)Особенности:может происходитьмногократно.Распространение вдоль линиипрямой видимости.Если частота радиосигнала >30 МГц, то огибание имземной поверхности иотражение от ионосферыстановятся невозможным. Вэтом случае связь осуществляется в пределах прямой видимости.Так при связи через спутник сигнал с частотой свыше 30 МГц не будет отражатьсяионосферой, то есть может передаваться от наземной станции к спутнику и обратнопри условии, что спутник не находится за пределами горизонта.При этом передающая и принимающая антенны должны находиться в пределахэффективной линии видимости – может превышать оптическую линию прямойвидимости.42.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)