Антенна – бул электр чынжырынын жана мейкиндиктин ортосундагы интерфейс катары кызмат кылган түзүлүш, өзүнүн өлчөмүнө жана формасына ылайык белгилүү бир жыштык диапазонундагы электромагниттик толкундарды берүү жана кабыл алуу үчүн арналган. Ал металлдан, негизинен жезден же алюминийден жасалган, өткөрүүчү антенналар электр тогун электромагниттик нурланууга жана тескерисинче айландыра алат. Ар бир зымсыз түзмөк кеминде бир антеннаны камтыйт.
Зымсыз тармак радио толкундары
Зымсыз байланыш керек болгондо, антенна керек болот. Ал зымдуу тутум орнотууга мүмкүн болбогон жерде байланыш үчүн электромагниттик толкундарды жөнөтүп же кабыл алат.
Антенна бул зымсыз технологиянын негизги элементи. Радио толкундар имараттарды аралап өтүп, узак жолду басып өтүү жөндөмдүүлүгүнөн улам оңой түзүлүп, ички жана тышкы байланыш үчүн кеңири колдонулат.
Өткөрүүчү антенналардын негизги өзгөчөлүктөрү:
- Радио берүү ар тараптуу болгондуктан, физикалык дал келүү зарылөткөргүч жана кабыл алгыч талап кылынат.
- Радио толкундардын жыштыгы көптөгөн өткөрүү мүнөздөмөлөрүн аныктайт.
- Төмөн жыштыктарда толкундар тоскоолдуктардан оңой өтө алат. Бирок алардын күчү аралыктын тескери квадраты менен төмөндөйт.
- Жогорку жыштыктагы толкундар көбүрөөк сиңип, тоскоолдуктарга чагылат. Радио толкундарды өткөрүү диапазону узун болгондуктан, берүүлөрдүн ортосундагы тоскоолдуктар көйгөй жаратат.
- VLF, LF жана MF тилкелеринде толкундун таралышы, жердин толкундары деп да аталат, Жердин ийрилигин ээрчийт.
- Бул толкундардын максималдуу өткөрүү диапазону бир нече жүз километрге жакын.
- Өткөрүүчү антенналар амплитудалык модуляция (AM) берүүлөрү сыяктуу өткөрүү жөндөмдүүлүгү төмөн берүүлөр үчүн колдонулат.
- HF жана VHF тилкелеринин берүүлөрү Жер бетине жакын жердеги атмосфера тарабынан сиңилет. Бирок радиациянын асман толкуну деп аталган бир бөлүгү атмосферанын жогорку катмарында ионосфераны көздөй сыртка жана өйдө тарапка тарайт. Ионосферада Күндүн радиациясынан пайда болгон иондоштурулган бөлүкчөлөр бар. Бул иондоштурулган бөлүкчөлөр асман толкундарын кайра Жерге чагылдырат.
Толкундун таралышы
- Көрүү сызыгынын таралышы. Бардык бөлүштүрүү ыкмаларынын арасында бул эң кеңири таралган. Толкун көзгө көрүнгөн минималдуу аралыкты басып өтөт. Андан кийин, сигналды көбөйтүү жана аны кайра берүү үчүн күчөткүчтүн өткөргүчүн колдонуу керек. Эгерде анын берүү жолунда кандайдыр бир тоскоолдук болсо, мындай жайылуу жылмакай болбойт. Бул берүү инфракызыл же микротолкундуу берүүлөр үчүн колдонулат.
- Өткөрүүчү антеннадан жер толкунунун таралышы. Толкундун жерге таралышы Жердин контуру боюнча жүрөт. Мындай толкун түз толкун деп аталат. Толкун кээде Жердин магнит талаасынан улам ийилип, кабылдагычка тийет. Мындай толкунду чагылган толкун деп атоого болот.
- Жердин атмосферасы аркылуу таралуучу толкун жер толкуну деп аталат. Түз толкун жана чагылган толкун чогуу кабыл алуучу станцияда сигнал берет. Толкун кабыл алгычка жеткенде кечигүү токтойт. Мындан тышкары, сигнал так чыгаруу үчүн бурмалоо жана күчөтүү болтурбоо үчүн чыпкаланат. Толкундар бир жерден берилет жана алар көптөгөн кабыл алуучу антенналар тарабынан кабыл алынат.
Антеннаны өлчөө координаттары системасы
Жалпак моделдерди карап жатканда колдонуучу тегиздиктин азимутунун жана үлгүнүн тегиздигинин бийиктигинин көрсөткүчтөрүнө туш болот. Азимут термини көбүнчө "горизонт" же "горизонталдык" дегенге карата кездешет, ал эми "бийиктик" термини көбүнчө "вертикал" дегенди билдирет. Сүрөттө xy тегиздиги азимут тегиздиги.
Азимуталдык тегиздиктин үлгүсү сыналып жаткан трансивер антеннасынын айланасында бүт xy тегиздигин жылдыруу аркылуу өлчөө жүргүзүлгөндө өлчөнөт. Бийиктик тегиздик - yz тегиздиги сыяктуу xy тегиздигине ортогоналдуу тегиздик. Бийиктик планы сыналып жаткан антеннанын айланасында бүт yz тегиздигин кыдырат.
Үлгүлөр (азимуттар жана бийиктиктер) көбүнчө полярдык схемалар катары көрсөтүлөткоординаттар. Бул колдонуучуга антенна бардык багыттар боюнча кандайча нурланарын, ал мурунтан эле "учурттуу" же орнотулгандай элестетүү мүмкүнчүлүгүн берет. Кээде декартык координаттарда нурлануунун үлгүлөрүн тартуу пайдалуу, өзгөчө калыптардын бир нече каптал бөлүгү жана каптал бөлүгүнүн деңгээли маанилүү болгондо.
Негизги байланыш мүнөздөмөлөрү
Антенналар ар кандай электр чынжырынын маанилүү компоненттери болуп саналат, анткени алар өткөргүч менен бош мейкиндиктин же бош мейкиндик менен кабыл алгычтын ортосундагы өз ара байланышты камсыз кылат. Антенналардын түрлөрү жөнүндө айтуудан мурун, алардын касиеттерин билишиңиз керек.
Антенна массивдери - чогуу иштеген антенналардын системалуу жайгашуусу. Массивдеги айрым антенналар, адатта, бир типте жана бири-биринен белгиленген аралыкта, жакын жерде жайгашкан. Массив багытты жогорулатууга, радиациянын негизги нурларын жана каптал нурларды башкарууга мүмкүндүк берет.
Бардык антенналар пассивдүү пайда. Пассивдүү пайда теориялык изотроптук антеннага тиешелүү dBi менен өлчөнөт. Ал энергияны бардык тарапка бирдей өткөрөт, бирок табиятта жок деп эсептелет. Идеалдуу жарым толкундуу диполдук антеннанын жогорулашы 2,15 дБ.
EIRP, же өткөрүүчү антеннанын эквиваленттүү изотроптук нурлануу күчү, теориялык изотроптук антенна багыт боюнча нурлануучу максималдуу кубаттуулуктун өлчөмү.максималдуу пайда. EIRP электр линияларынан жана туташтыргычтардан болгон жоготууларды эске алат жана чыныгы пайданы камтыйт. EIRP эгер өткөргүчтүн иш жүзүндөгү кирешеси жана чыгыш кубаттуулугу белгилүү болсо, чыныгы кубаттуулукту жана талаанын күчүн эсептөөгө мүмкүндүк берет.
Багыттарда антенна пайда
Белгиленген багыттагы күчтүн жогорулашынын ошол эле багыттагы эталондук антеннанын кубаттуулугуна болгон катышы катары аныкталат. Эталондук антенна катары изотроптук радиаторду колдонуу стандарттуу практика болуп саналат. Бул учурда, изотроптук эмитент жоготуусуз болот, өз энергиясын бардык багыттар боюнча бирдей нурлантат. Бул изотроптук радиатордун күчөшү G=1 (же 0 дБ) экенин билдирет. Изотроптук радиаторго салыштырмалуу жогорулатуу үчүн dBi (изотроптук радиаторго салыштырмалуу децибелдер) бирдигин колдонуу кеңири таралган.
dBi менен туюнтулган пайда төмөнкү формула менен эсептелет: GdBi=10Log (GNumeric / GISotropic)=10Log (GNumeric).
Кээде шилтеме катары теориялык диполь колдонулат, андыктан диполго салыштырмалуу жогорулашты сүрөттөө үчүн dBd бирдиги (диполго салыштырмалуу децибелдер) колдонулат. Бул блок, адатта, көп багыттуу антенналарды күчөтүү үчүн колдонулат. Бул учурда, алардын өсүшү 2,2 дБи жогору болот. Демек, антенна 3 дБу күчөтүүсүнө ээ болсо, жалпы пайда 5,2 дБ болот.
3 дБ нурдун кеңдиги
Антеннанын бул нурунун кеңдиги (же жарым кубаттуулук кеңдиги) адатта ар бир негизги учак үчүн белгиленет. Ар бир тегиздиктеги 3 дБ нурдун кеңдиги максималдуу пайдадан 3 дБ кыскарган негизги лоб чекиттеринин ортосундагы бурч катары аныкталат. Beamwidth 3 дБ - полярдык аймактагы эки көк сызыктардын ортосундагы бурч. Бул мисалда, бул тегиздиктеги 3 дБ нурдун туурасы 37 градуска жакын. Кең нурлуу антенналар, адатта, аз пайдага ээ, ал эми тар нурлуу антенналар көбүрөөк пайда алып келет.
Ошентип, энергиянын көбүн кууш нурга, жок дегенде бир тегиздикке багыттаган антенна көбүрөөк пайда алып келет. Алдыңкы-арткы катышы (F/B) багыттуу антеннанын артындагы радиациянын деңгээлин сүрөттөө үчүн аракет кылган татыктуулук көрсөткүчү катары колдонулат. Негизинен, алдыңкы-арткы катышы алдыга багытта чокусу пайда чокусуна 180 градус артындагы пайда катышы болуп саналат. Албетте, МБ шкаласында алдыңкы-арткы катышы алдыга чокусу менен чокудан 180 градус артындагы өсүштүн ортосундагы айырма.
Антенналардын классификациясы
Байланыш, радар, өлчөө, электромагниттик импульс симуляциясы (EMP), электромагниттик шайкештик (EMC) ж. башкаларубактылуу импульстарды чыгаруу/кабыл алуу үчүн арналган. Өткөрүүчү антеннанын мүнөздөмөлөрү:
- Антеннанын физикалык түзүлүшү.
- Жыштык тилкелери.
- Колдонмо режими.
Төмөнкүлөр физикалык түзүлүшүнө жараша антенналардын түрлөрү:
- зым;
- апертура;
- чагылдыруучу;
- антенна линзасы;
- микрострип антенналар;
- массив антенналар.
Төмөнкүлөр иштөө жыштыгына жараша өткөрүүчү антенналардын түрлөрү:
- Өтө төмөн жыштык (VLF).
- Төмөн жыштык (LF).
- Орто жыштык (MF).
- Жогорку жыштык (HF).
- Өтө жогорку жыштык (VHF).
- Ультра жогорку жыштык (UHF).
- Супер Жогорку жыштык (SHF).
- Микротолкун.
- Радио толкун.
Төмөнкүлөр колдонмо режимдерине ылайык берүү жана кабыл алуу антенналары:
- Бир чекитке туташуу.
- Тефир колдонмолору.
- Радар байланыштары.
- Спутниктик байланыш.
Дизайн өзгөчөлүктөрү
Өтүүчү антенналар космосто тараган радио жыштык нурлануусун жаратат. Кабыл алуучу антенналар тескери процессти аткарышат: алар радио жыштыктын нурлануусун кабыл алып, аны керектүү сигналдарга, мисалы, үн, телеберүүчү антенналардагы жана уюлдук телефондогу сүрөткө айландырышат.
Антеннанын эң жөнөкөй түрү эки металл таяктан турат жана диполь деп аталат. таралган түрлөрүнүн бири болуп саналатжер тегиздиги катары кызмат кылган чоң металл тактага вертикалдуу жайгаштырылган таяктан турган монополдук антенна. Унааларга монтаждоо көбүнчө монополдук болуп саналат жана унаанын металл чатыры жер катары кызмат кылат. Берүүчү антеннанын конструкциясы, анын формасы жана өлчөмү иштөө жыштыгын жана башка нурлануунун мүнөздөмөлөрүн аныктайт.
Антеннанын маанилүү атрибуттарынын бири анын багыттоосу. Эки туруктуу бутанын ортосундагы байланышта, эки туруктуу өткөрүүчү станциянын ортосундагы байланышта же радар колдонмолорунда, антенна өткөрүү энергиясын түздөн-түз кабыл алгычка өткөрүп берүү үчүн талап кылынат. Тескерисинче, өткөргүч же кабыл алгыч уюлдук байланыштардагыдай туруктуу эмес болгондо, багытсыз система талап кылынат. Мындай учурларда горизонталдык тегиздиктин бардык багыттарында бардык жыштыктарды бирдей кабыл алган ар тараптуу антенна талап кылынат, ал эми вертикалдык тегиздикте нурлануу бир калыпта эмес жана HF өткөрүүчү антеннадай өтө аз болот.
Булактарды берүү жана алуу
Передатчик RF нурлануунун негизги булагы болуп саналат. Бул түрү интенсивдүүлүгү убакыттын өтүшү менен өзгөрүп турган өткөргүчтөн турат жана аны мейкиндикте таралуучу радиожыштык нурланууга айлантат. Кабыл алуучу антенна - радио жыштыктарды (RF) кабыл алуучу түзүлүш. Ал өткөргүч тарабынан аткарылган тескери берүүнү жүзөгө ашырат, RF нурлануусун кабыл алат, аны антенна схемасында электрдик токко айлантат.
Телекөрсөтүү жана радиоуктуруу станциялары аба аркылуу тараган сигналдардын айрым түрлөрүн өткөрүү үчүн өткөрүүчү антенналарды колдонушат. Бул сигналдар антенналарды кабыл алуу аркылуу аныкталып, аларды сигналга айландырышат жана сыналгы, радио, уюлдук телефон сыяктуу ылайыктуу түзүлүш тарабынан кабыл алынат.
Радио жана телекөрсөтүү кабыл алуучу антенналар радио жыштык нурлануусун гана кабыл алуу үчүн иштелип чыккан жана радио жыштык нурлануусун чыгарбайт. Базалык станциялар, ретрансляторлор жана уюлдук телефондор сыяктуу уюлдук байланыш түзүлүштөрүндө радио жыштык энергиясын чыгарган жана байланыш тармагынын технологияларына ылайык уюлдук тармактарды тейлеген атайын берүү жана кабыл алуу антенналары бар.
Аналогдук жана санариптик антеннанын ортосундагы айырма:
- Аналогдук антенна өзгөрүлмө пайдага ээ жана DVB-T үчүн 50 км аралыкта иштейт. Колдонуучу сигнал булагынан канчалык алыс болсо, сигнал ошончолук начар болот.
- Санариптик телеберүүнү алуу үчүн - колдонуучу жакшы сүрөттү же такыр эле сүрөттү алат. Эгер ал сигнал булагынан алыс болсо, ал эч кандай сүрөттү кабыл албайт.
- Өткөрүүчү санариптик антеннада ызы-чууларды азайтуу жана сүрөттүн сапатын жакшыртуу үчүн орнотулган чыпкалар бар.
- Аналогдук сигнал түздөн-түз сыналгыга жөнөтүлөт, ал эми санариптик сигналдын кодун биринчи чечиш керек. Бул каталарды оңдоого, ошондой эле кошумча каналдар, EPG, акы төлөнүүчү ТВ,интерактивдүү оюндар ж.б.
Диполдук өткөргүчтөр
Диполдук антенналар эң кеңири таралган бардык багыттуу түрү жана радио жыштык (RF) энергиясын 360 градуска туурасынан тарайт. Бул приборлор колдонулуучу жыштыктын жарым же төрттөн бир толкун узундугунда резонансты болуу үчүн иштелип чыккан. Ал эки узундуктагы зымдай жөнөкөй болушу мүмкүн же капсулдалышы мүмкүн.
Дипол көптөгөн корпоративдик тармактарда, чакан кеңселерде жана үйдө (SOHO) колдонулат. Ал максималдуу кубаттуулукту өткөрүп берүү үчүн өткөргүч менен дал келген типтүү импеданска ээ. Эгерде антенна менен өткөргүч дал келбесе, берүү линиясында чагылуулар пайда болуп, сигналды начарлатат же алтургай өткөргүчкө зыян келтирет.
Багытталган фокус
Багыттуу антенналар нурлануучу кубаттуулукту кууш нурларга топтоп, бул процессте олуттуу пайда алып келет. Анын касиеттери да өз ара. Берүүчү антеннанын импеданс жана пайда сыяктуу мүнөздөмөлөрү кабыл алуучу антеннага да тиешелүү. Мына ошондуктан бир эле антенна сигналды жөнөтүү жана кабыл алуу үчүн да колдонулушу мүмкүн. Жогорку багыттуу параболикалык антеннанын пайда болушу алсыз сигналды күчөтүү үчүн кызмат кылат. Бул алардын көп учурда шаар аралык байланыш үчүн колдонулушунун себептеринин бири.
Көбүнчө колдонулган багыттуу антенна - Яги деп аталган Яги-Уда массиви. Аны 1926-жылы Шинтаро Уда жана анын кесиптеши Хидетсугу Яги ойлоп тапкан. Яги антеннасы бир нече элементтерди колдонотбагытталган массивди түзүү. Бир башкарылуучу элемент, адатта, диполь, RF энергиясын таратат, башкарылуучу элементтин дароо алдында жана артындагы элементтер RF энергиясын фазада жана фазадан тышкары кайра нурландырат, тиешелүүлүгүнө жараша сигналды күчөтөт жана жайлатат.
Бул элементтер паразиттик элементтер деп аталат. Кулдун артындагы элемент рефлектор, кулдун алдындагы элементтер директорлор деп аталат. Яги антенналарынын нурлары 30дан 80 градуска чейин өзгөрөт жана 10 дБден ашык пассивдүү пайданы камсыздай алат.
Параболикалык антенна - багыттуу антеннанын эң тааныш түрү. Парабола симметриялуу ийри сызык, ал эми параболикалык чагылдыргыч 360 градуска айлануу учурунда ийри сызыкты сүрөттөгөн бет - табак. Параболикалык антенналар имараттардын же чоң географиялык аймактардын ортосундагы алыскы байланыш үчүн колдонулат.
Жарым багыттуу секциялык радиаторлор
Жамааттык антенна – бул жер үстүндө орнотулган жалпак металл тилкени колдонгон жарым багыттуу радиатор. Антеннанын артындагы нурлануу жер тегиздиги менен эффективдүү түрдө кесилип, алдыга багытты жогорулатат. Антеннанын бул түрү микротилкелүү антенна катары да белгилүү. Ал, адатта, тик бурчтуу жана пластикалык корпуска салынган. Антеннанын бул түрүн стандарттык PCB ыкмалары менен жасоого болот.
Жамаат антеннасынын нурунун туурасы 30дан 180 градуска чейин болушу мүмкүн жанатиптүү пайда 9 дБ болуп саналат. Секциялык антенналар жарым багыттуу антеннанын дагы бир түрү болуп саналат. Сектордук антенналар сектордун нурлануу үлгүсүн камсыз кылат жана адатта массивге орнотулат. Сектордук антенна үчүн нурдун кеңдиги 60тан 180 градуска чейин өзгөрүшү мүмкүн, ал эми 120 градуска мүнөздүү. Бөлүнгөн массивде антенналар бири-бирине жакын орнотулуп, 360 градустук толук камтууну камсыз кылат.
Яги-Уда антеннасын жасоо
Акыркы ондогон жылдар бою Яги-Уда антеннасы дээрлик ар бир үйдө көрүнгөн.
Антеннанын багытын жогорулатуу үчүн көптөгөн директорлор бар экенин көрүүгө болот. Фидер бүктөлгөн диполь болуп саналат. Рефлектор - бул структуранын аягында турган узун элемент. Бул антеннага төмөнкү спецификациялар колдонулушу керек.
| Элемент | Спецификация |
| Көзөмөлдөгү элементтин узундугу | 0,458λ - 0,5λ |
| Рефлектордун узундугу | 0, 55λ - 0,58λ |
| Директордун узактыгы 1 | 0,45λ |
| Директордун узундугу 2 | 0.40λ |
| Директордун узактыгы 3 | 0,35λ |
| Директорлордун ортосундагы интервал | 0.2λ |
| Диполдордун ортосундагы аралыкты чагылдыруучу рефлектор | 0,35λ |
| Диполдор менен директордун ортосундагы аралык | 0,125λ |
Төмөндө Яги-Уда антенналарынын артыкчылыктары:
- Жогорку пайда.
- Жогорку фокус.
- Жеңил иштетүү жана тейлөө.
- Азыраак энергия текке кетет.
- Кеңири жыштык камтуусу.
Төмөнкүлөр Яги-Уда антенналарынын кемчиликтери:
- Ызы-чууга жакын.
- Атмосфералык таасирлерге жакын.
Эгер жогорудагы спецификациялар аткарылса, Яги-Уда антеннасын долбоорлоого болот. Антеннанын багыттуу үлгүсү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, абдан эффективдүү. Антеннага режиссёрлорду кошуу менен кичинекей бөлүкчөлөр басылып, негизги согуу багыты жогорулайт.
