Направленные антенны
Обеспечение связи между станциями на большом расстоянии. Антенны с круговой диаграммой направленности. Поляризация излучаемого антенного сигнала. Процесс установления устойчивой радиосвязи. Использование горизонтальной поляризации в телевидении.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.07.2014 |
| Размер файла | 237,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Направленные антенны
направленность антенна поляризация радиосвязь
Антенны с круговой диаграммой направленности не позволяют получить большого усиления, а из-за круговой диаграммы они относятся к классу относительно "шумных" антенн, поскольку они одинаково воспринимают шумы и помехи с любого направления.
Для обеспечения связи между двумя неподвижными станциями, расстояние между которыми превышает "дальнобойность" антенн типа GP, с успехом используют направленные антенны "Волновой канал" - рис. 4. 1. Эти антенны концентрируют максимум излучения в нужном направлении, обеспечивая выигрыш, как при передаче, так и при приеме.
Существенную роль при установлении устойчивой радиосвязи играет поляризация излучаемого сигнала. При дальнем распространении поверхностная волна испытывает заметно меньшее затухание при использовании горизонтальной поляризации. Поэтому горизонтальная поляризация используется в телевидении.
Рис. 1 Антенны "Волновой канал"
Описанные здесь антенны при горизонтальном расположении вибратора имеют горизонтальную поляризацию. Прием такими антеннами сигналов радиостанций с вертикальной поляризацией будет сопровождаться заметным ослаблением.
Рис. 2 Полуволновой вибратор
Самая простая из направленных антенн - полуволновой вибратор - рис. 2. Коэффициент усиления антенны принимается за единицу измерения, так как коэффициенты усиления других антенн определяются относительно полуволнового вибратора.
Диаграмма направленности антенны имеет вид восьмерки в горизонтальной плоскости и круга - в вертикальной. Подключение к вибратору может быть выполнено кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом. Возникающая при этом асимметрия, искажающая диаграмму направленности, проще всего устраняется с помощью ферритового кольца большого диаметра, на которое наматывается 2-4 витка используемого кабеля. Кольцо желательно располагать как можно ближе к антенне, а кабель - перпендикулярно вибратору на длине не менее 3 м от антенны. Эта антенна обычно не требует настройки. При подключении к такой антенне 50-омного кабеля (или подключении 75-омного кабеля к радиостанции) обеспечивается КСВ = 1,5 - что вполне приемлемо.
Удлиняя полуволновой вибратор, получают конструкцию "Длинный провод" (рис. 3), имеющую существенно бьльший коэффициент усиления. На практике наиболее распространены антенны длиной или 2, поскольку размещение более длинных антенн на крышах городских зданий затруднительно. С учетом влияния краевых емкостей, полная длина вибратора составляет для - 10,8 м; для 2 - 21,8 м. Для антенны длиной максимум излучения ориентирован под углом 50° к направлению провода, а усиление по сравнению с полуволновым вибратором составляет 0,5 дБ. Для антенны длиной 2 эти параметры составляют - 30° и 1,5 дБ соответственно.
Рис. 3 Антенна "Длинный провод"
Сопротивление излучения антенн "Длинный провод" при высоте подвеса более 5 м над землей составляет 80 Ом для и 105 Ом для 2.
Для согласования таких антенн с 50-омным кабелем удобно использовать четвертьволновый трансформатор с волновым сопротивлением 75 Ом, т. е. включить между фидером и антенной 2-метровый отрезок телевизионного кабеля необходимой толщины, не менее толщины 50-омного фидера - рис.4.
Рис. 4 Согласующий трансформатор
Рис. 5 Несимметричная антенна
Рис. 6 Симметричная антенна
Несимметричная - рис. 5; симметричная антенна - рис. 6. Для предотвращения «затекания» тока на внешнюю поверхность кабеля (что искажает диаграмму направленности антенны) желательно намотать 2…4 витка кабеля на ферритовое кольцо большого диаметра вблизи точки присоединения к антенне.
Объединив описанные выше антенны таким образом, чтобы их диаграммы суммировались, получаем антенну типа V - рис. 7.
Рис. 7 Антенна типа V
Угол раскрыва зависит от длины проводов. В частности, при длинах и 2 величина составляет 100° и 70°, а усиление - 3,5 дБ и 4,5 дБ соответственно.
Конструкция одинаково излучает в двух направлениях: вперед и назад.
Входное сопротивление настроенных в резонанс антенн типа V составляет около 100 Ом при длине и 120 Ом при длине 2 (высота подвеса также влияет на сопротивление). Согласование антенн с 50-омным кабелем может быть выполнено с помощью трансформатора - рис.
При соединении вместе двух антенн типа V таким образом, чтобы их диаграммы суммировались, получают Ромбическую антенну - рис. 8. Направленность этой антенны выражена существенно сильнее. При подключении к вершине ромба, противоположной точкам питания, нагрузочного сопротивления величиной Rн и мощностью, равной половине мощности передатчика, достигается подавление заднего лепестка диаграммы направленности на 15…20 дБ. Направление главного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости совпадает с диагональю а.
Рис. 8 Ромбическая антенна
В вертикальной плоскости главный лепесток ориентирован горизонтально. Размеры ромбических антенн сведены в табл. 1, обозначения соответствуют рис. 8.
Рис. 9
Согласование приведенных ромбических антенн с 50-омным кабелем удобно осуществляется с помощью четвертьволнового трансформатора, выполняемого из двух двухметровых отрезков кабеля рис. Оплетки кабелей, входящих в трансформатор, соединены между собой и больше никуда не подключаются. Поскольку трансформатор в этом случае выполнен симметричной линией, симметрирующий трансформатор на ферритовом кольце при этом можно разместить на 50-омном кабеле фидера вблизи трансформатора. Для согласования антенны длиной или 2 в трансформаторе используются отрезки 50-омного или 75-омного кабеля соответственно.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные соотношения, выбор рабочего типа волны и фидера. Описание конструкции антенны и АФР на ее раскрыве. Расчет параметров геометрических и электрических характеристик антенн круговой поляризации. Результаты численного моделирования антенны.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 20.05.2011Изучение спиральной антенны дециметрового диапазона. Расчет геометрических размеров антенны и ее характеристик излучения. Основа работы цилиндрической спиральной антенны, определение диаметра его витков и шага намотки. Понятие круговой поляризации.
курсовая работа [319,2 K], добавлен 06.01.2012Создание модели антенны и оптимизация ее конструкции. Свойства антенны горизонтальной поляризации с учетом свойств поверхности земли в направлении максимального КНД и влияние диаметра проводников симметричного вибратора на рабочую полосу частот.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.02.2016Расчет геометрических размеров полотна и рефлектора секторной антенны, реактивного шлейфа. Определение количества вибраторов в этаже и конструкции рефлектора, количества этажей антенны. Диаграмма направленности в вертикальной и горизонтальной плоскости.
контрольная работа [246,3 K], добавлен 20.12.2012Определение геометрических параметров антенны. Выбор и расчет параметров облучателя: его геометрические параметры, определение фазового центра, создание требуемой поляризации поля. Расчет электрических характеристик антенны и особенностей ее конструкции.
курсовая работа [499,9 K], добавлен 21.03.2011Расчёт размеров зеркала, фокусного расстояний, угловых размеров. Конструктивный расчет однозеркальной антенны с линейной поляризацией. Расчет рупорного облучателя, геометрических размеров параболоида вращения и диаграммы направленности антенны.
курсовая работа [461,6 K], добавлен 26.11.2014Параболические антенны, используемые в радиотехнических системах различного назначения (радиорелейные системы связи, радиолокация, спутниковые системы связи). Схема антенны. График амплитудного распределения по раскрыву и аппроксимирующей функции.
курсовая работа [246,5 K], добавлен 15.06.2011Зеркальные антенны - распространенный тип остронаправленных СВЧ антенн в радиолокации, космической радиосвязи и радиоастрономии. Разработка конструкции антенны со смещенным рефлектором. Определение размеров зеркала, распределения поля в раскрыве антенны.
курсовая работа [149,3 K], добавлен 27.10.2011Расчет КПД фидера. Выбор типа и схемы питания приемной антенны, определение ее геометрических размеров и коэффициента усиления. Расчет диаграммы направленности антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях, коэффициента ее направленного действия.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.10.2011Определение коэффициентов усиления двойной рамочной антенны. Анализ системы из двух излучателей, обладающей однонаправленным излучением. Улучшение горизонтальной диаграммы направленности. Ввод коаксиального кабеля снизу в вертикальную трубу каркаса.
курсовая работа [822,1 K], добавлен 13.10.2017Современные телекоммуникационные технологии для обеспечения высокого качества связи. Антенны с управляемой диаграммой направленности. Точка доступа, обеспечивающая передачу информации на большие расстояния. Клиентские устройства беспроводной связи.
отчет по практике [292,1 K], добавлен 12.09.2019Проведение расчета уровня сигнала в точке приема с целью определения влияния отраженных от поверхности земли лучей на устойчивость связи. Методы повышения эффективности систем подвижной радиосвязи: использование радиоузловой структуры и секторных антенн.
контрольная работа [981,4 K], добавлен 06.03.2010Преимущества использования генетических алгоритмов в решении оптимизационных задач. Расчет микрополосковой антенны с круговой поляризацией, имеющей в составе хромосомы двоичные и действительные переменные. Оптимизация антенны с прореженными подрешетками.
реферат [20,6 K], добавлен 30.03.2011Определение элементов конструкции антенны. Выбор геометрических размеров рупорной антенны. Определение типа возбуждающего устройства, расчет его размеров. Размеры раскрыва пирамидального рупора. Расчет диаграммы направленности и фидерного тракта антенны.
курсовая работа [811,9 K], добавлен 30.07.2016Назначение и виды станционной радиосвязи. Условия обеспечения необходимой дальности связи между стационарной радиостанцией и локомотивом. Определение дальности действия радиосвязи и высоты антенны. Определение территориального и частотного разносов.
курсовая работа [140,0 K], добавлен 16.12.2012Развитие фрактальных антенн. Методы построения и принцип работы фрактальной антенны. Построение кривой Пеано. Формирование фрактальной прямоугольной ломанной антенны. Двухдиапазонная антенная решетка. Фрактальные частотно–избирательные поверхности.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 26.06.2015Назначение и принцип работы логарифмической периодической антенны для приема и передачи мобильных радиосигналов. Разработка конструкции и технологии изготовления антенны, расчет на прочность, диаграммы направленности. Анализ технологичности конструкции.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 02.05.2016Разработка зеркальной антенны - параболоида вращения, работающей в дециметровом диапазоне: расчет основных параметров, диаграммы направленности и сравнение с реальной ДН. Выполнение эскиза антенны, включающего все коммутационные узлы и возможный крепеж.
реферат [59,7 K], добавлен 03.12.2010Расчет основных электрических характеристик схемы питания и направленных свойств антенн, входящих в состав спутниковых систем радиосвязи, телевидения и радиорелейных линий связи. Определение коэффициента полезного действия фидера бортовой антенны.
курсовая работа [38,9 K], добавлен 12.02.2012Основные геометрические свойства параболоида вращения. Эффективность параболической антенны. Расчет диаграмм направленности с учетом тени, создаваемой облучателем. Расчет себестоимости зеркальной антенны. Электромагнитное и ионизирующее излучения.
дипломная работа [3,7 M], добавлен 09.10.2014
