Призначення антенно-фідерного пристрою - антенно-фідерні пристрої
Антенно-фідерні пристрої (АФУ) - призначаються для передачі сигналів в системах радіозв'язку, радіомовлення, телебачення, а також інших радіотехнічних системах, які використовують для передачі інформації вільне поширення радіохвиль.
Хоча антена і фідер і є самостійними елементами, їх характеристики сильно взаємопов'язані і їх часто розглядають як єдине ціле - антенно-фідерне пристрій (АФУ).
Функції антен в зазначених системах зводяться до випромінювання або прийому електромагнітних хвиль. Відповідно розрізняють передають і прийомні антени, що підключаються або до передавача, або до приймача. Підключення здійснюється зазвичай не безпосередньо, а за допомогою ліній передачі енергії - фідерів.
Фідер-лінія передачі електромагнітних хвиль від генератора до антени (в передавальному режимі) або від антени до приймача (в режимі прийому).
У багатьох випадках практичного використання радіотехнічної апаратури антена виявляється віддаленої від передавача або приймача на деяку відстань. На коротких і метрових хвилях яку часто виявляється значним у порівнянні з довжиною хвилі. У таких випадках антена з'єднується з передавачем або приймачем за допомогою фідерної системи, що складається з фідерної лінії і перехідного пристрою між антеною та фідером.
Основні вимоги до фідера зводяться до його електрогерметічності (відсутності випромінювання енергії з фідера) і малим тепловим втратам. Залежно від діапазону радіохвиль застосовують різні типи фідерів:
# 45; двох або багатопровідні повітряні фідери
# 45; хвилеводи прямокутного, круглого або еліптичного перетинів
# 45; лінії з поверхневою хвилею.
Антена - пристрій для випромінювання і прийому радіохвиль, вона є перетворювачем електричного струму радіочастотного діапазону в електромагнітне випромінювання, і навпаки.
Вимоги, що пред'являються до антени, різні в залежності від призначення радіостанції. Так, наприклад, в разі роботи радіомовної станції, яка обслуговує певний район, в центрі якого вона розташована, передавальна антена, як правило, повинна створювати рівномірний випромінювання на всі боки, т. Е. Має бути не спрямованої в горизонтальній площині. З іншого боку, антена, наприклад, радіолокаційної станції, повинна концентрувати випромінювання в малому тілесному куті, т. Е. Має бути остронаправленной. До приймальні антени часто пред'являється також вимога спрямованої дії, т. Е. Вимога більш ефективного, прийому хвиль, що приходять з певних напрямків. Просторова вибірковість прийомної антени поряд з частотної вибірковістю і застосуванням спеціальних фільтрів в радіоприймачі є дієвим засобом боротьби з зовнішніми перешкодами, природними і штучними. Таким чином, поряд з вимогою ефективного випромінювання або прийому радіохвиль до антени ставиться вимога певного розподілу в просторі потоку потужності випромінюваних хвиль.
Антени часто класифікуються за діапазонами хвиль. Для коротких і більш довгих хвиль характерним є застосування антен з проводів порівняно невеликого поперечного перерізу (лінійних провідників). Для дециметрових і більш коротких хвиль застосовуються антени, у яких струми протікають по проводять поверхонь, які мають великі розміри в порівнянні з довжиною хвилі.
Всі антени зручно розділити на дві великі групи:
# 45; лінійні антени;
# 45; апертурні антени;
# 45; антенні решітки, елементами яких є або лінійні, або апертурні випромінювачі.
Лінійна антена - тонкий металевий дріт, в якому збуджений змінний електричний струм, або вузька щілину в металевому екрані, між краями якої прикладена змінна електрична напруга. Лінійними антенами називаються будь-які випромінюють системи малого (в порівнянні з довжиною) поперечного розміру і зі змінними струмами, поточними уздовж осі системи. У лінійних антен розмір поперечного перерізу багато менше довжини хвилі.
Характерним для лінійних антен є те, що розподіл струму вздовж їх осі мало залежить від конфігурації дроти. Тому до лінійним антен відносяться не тільки прямолінійні антени але також викривлені, вигнуті і згорнуті дроти і щілини, якщо їх поперечні розміри багато менше поздовжніх і менше довжини хвилі, такі як:
# 45; симетричні і несиметричні вібратори і антени,
# 45; рамкові антени,
# 45; дротові антени біжучої хвилі (в тому числі спіральні),
# 45; тонкі щілинні антени стоять і біжучих хвиль.
Апертурні антени - у них можна визначити деяку обмежену уявну поверхню, через яку проходить весь потік випромінюваної (прийнятої) електромагнітної енергії - апертуру або розкривши, часто представляється у вигляді площині. Розміри розкриву зазвичай багато більше довжини хвилі. приклади:
# 45; пірамідальна рупорна антена,
# 45; дзеркальна параболічна антена,
# 45; лінзові антени,
# 45; відкриті випромінюють кінці хвилеводів.
Антенна решітка - антена, що складається з декількох однотипних випромінювачів, певним чином розташованих у просторі і порушуваних одним генератором йди декількома когерентними генераторами. Тут вдається отримати як необхідну просторовий розподіл випромінюваної енергії, так і потрібне управління та часу цим розподілом. Типова антенна решітка - діректорной антена УКВ - лінійна решітка з напівхвильових симетричних вібраторів.
Симетричний вібратор (диполь Герца))
Симетричний вібратор (рис.2) виконаний у вигляді тонкого провідника (електричний вібратор) або вузької довгої щілини, прорізаної в металевому екрані (щілинний вібратор).
Рис.2 Симетричний вібратор
Вібратори, в залежності від довжини плеча, бувають полуволновой і хвильові; тобто при довжині плеча l, що дорівнює половині прийнятої (переданої) хвилі л-полуволновой, при l = л-хвильової вібратор.
Опір випромінювання півхвильового вібратора одно 73 # 63; Ом. Його ккд дуже високий (понад 90%).
Внаслідок своєї більшої протяжності хвильової вібратор кілька ефективніше, ніж полуволновий, і має більше посилення.
Так як вібратор є провідник, відкритий на кінцях, то його можна розглядати як відкритий коливальний контур. Його резонансна частота визначається індуктивністю і ємністю вібратора, що залежить від його геометричних розмірів.
Майже всі антени короткохвильового і ультракороткохвильового діапазонів являють собою комбінації з напівхвильових вібраторів.
Якщо фідер підключений до вібратора в його середині, такий випромінювач носить назву симетричного.
Полуволновой вібратори можуть бути з'єднані у вигляді шлейфу, при цьому утворюється петлевий вібратор (рис.3). Різновидом простого петлевого вібратора є подвійний петлевий вібратор (рис.4). Смуга пропускання петльових вібраторів більше, ніж у простого вібратора.
Рис.3 Петлевой вібратор
Рис.4 Подвійний петлевий вібратор