1. Антени та розповсюдження радіохвиль




Скачать 358.21 Kb.
Название1. Антени та розповсюдження радіохвиль
страница3/4
Дата публикации27.06.2013
Размер358.21 Kb.
ТипДокументы
zadocs.ru > Журналистика > Документы
1   2   3   4

Диаграмма направленности несимметричного вибратора:

Антенны, предназначенные для работы поверхностной волной, должны конструироваться как несимметричные системы в которых второй зажим генератора заземляется, то есть подключается к заземлению или противовесу. Роль противовеса выполняет обычно проводник (с большой емкостью). В подвижных радиостанциях противовесом служит корпус подвижного объекта. При расположении антенны вблизи земли противовес должен экранировать антенну от земли, для уменьшения потерь в земле, не перехватывая основную часть силовых линий антенны.

По конструкции заземления можно разделить на следующие типы:

• Сосредоточенные (одиночные) заземления

• Многократные заземления

• Металлизированная земля

Выбор того или иного типа определяется свойствами почвы, мощностью передатчика и длинной рабочей волны.

Сосредоточенное заземление представляет собой проводник той или иной формы, закопанный на некоторую глубину, с выводом па поверхность земли для присоединения ко второму зажиму генератора, такое заземление выполняется в виде закопанного металлического листа, звездочки из расходящихся проводов или забитой в землю трубы. Для предохранения от коррозии данное устройство покрывается антикоррозийным материалом.

Для уменьшения переходного сопротивления используют многократное заземление, состоящее из нескольких сосредоточенных заземлителей, соединенных параллельно.

В антеннах мощных станций чаще применяют так называемую металлизованную землю. Это - система проводов, закопанных в землю на глубину 20-40 см. Металлизованная земля выполняется в виде системы радиально расходящихся проводов, системы параллельных проводов или в виде сетки из перекрещивающихся проводов.

На подвижных станциях чаще применяют не заземления а противовесы.

Проволочный противовес представляет собой систему проводов, подвешенных над антенной на небольшой высоте над землей, соединенных друг с другом и подключенных к зажиму генератора.

В стационарных условиях противовес обычно заканчивается под антенной в земле и называется заземлением. Его назначение - уменьшить электрическое сопротивление области вблизи основания антенны, куда стекаются токи проводимости в земле и замыкаются токи смещения антенны.

В ряде случаев по условиям распространения радиоволн возникает необходимость работы на более низких частотах. Для сохранения дальности связи при этом целесообразнее использовать антенны большой длинны, так называемые телескопические антенны.

Недостатком этих антенн является невозможность работы в движении (АШ-10).
^ Несимметричные антенны с верхней нагрузкой.
В случае, когда повышение эффективности вибраторов за счет высоты невозможно или нецелесообразно по конструктивным или экономическим соображениям, применяют антенны с верхней (емкостной) нагрузкой. Эта нагрузка делает более равномерным распределение тока на вертикальном проводнике, что увеличивает действующую длину, сопротивление излучения, и следовательно, КПД антенны.

Верхняя нагрузка может быть конструктивно выполнена различным образом. Например, существуют Г и Т-образные антенны, у которых горизонтальная часть может быть параллельна земле или находиться под некоторым углом к ней.

В подвижных радиостанциях Т и Г-образные антенны подвешивают на мачте.

В переносных радиостанциях применяют вариант антенны в виде штыря со звездочкой или метелкой.

Вышеназванные типы антенн являются ненаправленными или слабонаправленными.

Конструкции несимметричных антенн войсковых радиостанций.

По конструктивному выполнению несимметричные антенны войсковых радиостанций подразделяются на :

• штыревые

• проволочные

• антенные мачты

Антенна штырь представляет собой проводник небольшого диаметра, свободно стоящий или поддерживаемый оттяжками. Применяется на переносных и подвижных радиостанциях чаще всего для работы в движении или при кратковременной стоянке.

АШ удобна в эксплуатации, легко маскируется, противостоит ветровым и другим нагрузкам.

Для АШ, работающих на KB радиостанциях характерно то, что высота штыря очень мала по сравнению с λ / 4. Отсюда вытекает необходимость применения для настройки антенны в резонанс удлинительных катушек с большими индуктивностями, поэтому КПД и коэффициент усиления таких антенн небольшие.

Такие антенны наиболее эффективны в диапазоне УКВ, где высота близка к четверит длины рабочей волны или равна ей.

Наиболее широко применяются АШ-1,5 м (АШ-К); 2,1; 2,4; 2,7; 3,4; 4. АШ - 1,5 м используют с добавлением специальных 30 см составных колен.

В войсковых радиостанциях применяются Т-образные антенны, у которых горизонтальная часть подвешивается на трех или одной мачте высотой 10 м. Длина горизонтальной (наклонной) части может быть различной (от 10 до 40 м).

Излучающей является вертикальная часть, состоящая из двух проводов, разделенных изоляторными распорками. Нижние концы проводов соединены вместе и подключаются под зажим антенны для несимметричного входа передатчика.



Диаграмма направленности Т-образной антенны - аналогична АШ, но в горизонтальной плоскости представляет собой слабо выраженный овал несколько вытянутый вдоль проводов горизонтальной части.

Г-образные антенны в подвижных радиостанциях широкого применения не получили.
^ Антенна «наклонный луч»
Используется в качестве приемной в радиостанциях средней и большой мощности или в качестве приемопередающей в маломощных радиостанциях. Антенна подвешивается на мачту или местные предметы на высоту 8-12 м. противовесом служит корпус радиостанции или подвижного средства.

Максимум излучения антенны лежит под углом 50-60 к поверхности земли и направлен в сторону, противоположную наклону антенны.
^ Антенна бегущей волны
Направленные антенны земных волн должны иметь достаточно резкую направленность как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. К такому типу относятся АБВ: λ-образная, полуромбическая, ромбическая и V-образная антенны.

Однопроводная АБВ представляет собой провод, подвешенный на высоту 1-3 м над землей. Одним концом провод подключается к передатчику, а к другому концу провода подключается активное сопротивление близкое к волновому сопротивлению (обычно порядка 4000 м). Второй конец сопротивления обычно соединяется с противовесом из нескольких проводов, длиной 1-3 м, раскинутых на земле.

При такой нагрузке провод работает в режиме бегущей волны, то есть фаза тока изменяется вдоль провода, а амплитуда тока убывает к концу провода.

В режиме передачи в антенне возникает бегущая к нагрузке волна тока от каждого элемента провода. Излучение вдоль поверхности земли создают вертикальные составляющие этих токов.

Режим бегущей волны сохраняется на любой рабочей волне.

С изменение длины волны изменяется лишь форма диаграммы направленности: на более коротких волнах направленность выше, чем на более длинных.

С увеличением отношения длины провода к длине волны угол раствора диаграммы направленности уменьшается.

Однако удлинение провода свыше определенного значения приводит к раздвоению головного лепестка. Поэтому берут L = (4-6)λ

В вертикальной плоскости диаграмма направленности имеет максимум по углом 10-20° к горизонту и это позволяет применять их для связи пространственной волной.

Низкое расположение антенны приводит к увеличению потерь и уменьшено КПД.

При работе с такой антенной удается ослабить, а часто и совсем исключить помехи, идущие с боков и сверху.

Если среднюю часть антенны поднять на 4-6 м, получаем полуромбическую антенну. Если же поднять провода в точке расположенной ближе к радиостанции, получаем λ -образную антенну. Рекомендуется брать соотношение большего плеча антенны к меньшему равному 6-9.

Горизонтальная антенна обладает наибольшей помехозащищенности, однако дальность связи в режиме «передача» при использовании такой антенны в 1,5-2 раза меньше.



^ Антенны для связи пространственными волнам
Симметричный вибратор.
Симметричный вибратор представляет собой два провода равной длинны, называемых плечами и присоединенных к зажимам генератора. Горизонтальный симметричный вибратор обозначается BE.

Электрические параметры его зависят от длины плеча, высота подвеса и электрических параметров земли. Длину плеча берут L < 0,75λmin обеспечивающего сохранение максимального собственного излучения в направлении перпендикулярном его оси.

При h < λ / 4 максимум излучения направлен в зенит. При дальнейшем увеличении высоты максимум будет в направлении угла к горизонту. Для различных фиксированных углов возвышения (соответствующих различным дальностям связи ионосферной волной) видно, что при малых углах возвышения (больших дальностях) диаграмма направленности имеет вид восьмерки. Поэтому для радиосвязи на коротких трассах (до 300 км) ВГ можно располагать произвольно по отношению к направлению на корреспондента. Для работы с более удаленным корреспондентом необходимо разворачивать перпендикулярно к направлению на корреспондента.






Плоскость перпендикулярная оси вибратора
Плоскость вибратора
Для подвижных радиостанций малой и средней мощности симметричный вибратор выполняют из гибкого многожильного провода и подвешивают его плечи либо горизонтально (ВГ) на двух или трех мачтах, либо на одной мачте с небольшими наклонами (ВН).

В антенне ВН несколько выше потери в земле, поэтому ее КУ в низкочастотной части KB диапазона оказывается ниже примерно в 1,5 раза, чем у ВГ с той же высотой подвеса. Несмотря на это, благодаря возможности развертывания ВН на одной мачте (что снижает время развертывания и вес такелажа), она находит широкое применение.

Для обеспечения круглосуточной связи на различные дальности применяется несколько ВН, отличающихся длиной плеча и высотой подвеса.
^ Крышевые антенны зенитного излучения
Для работы отраженными волнами на сравнительно небольшие расстояния как в движении, так и на стоянке широкое применение получили крышевые антенны магнитного типа, то есть выполненные в виде системы из разнесенных рамок или П-образных излучателей и специальные дипольные крышевые АЗИ.

Такие антенны по сравнению с дипольными антеннами невысоко расположены над крышей радиостанции и обладают более высокой эффективностью (в 3-10 раз). Это обусловлено действием двух факторов.

Замена электрического диполя магнитным позволяет существенно уменьшить потери в органах настройки и почве.

Применение рамочной или П-образной антенны позволяет получать значительно больший КПД и КУ.

Важной особенностью П-образной антенны является малая абсолютная величина сопротивления излучения. Это делает необходимым принять специальные меры по уменьшению сопротивления потерь в металле антенны, что для обычных дипольных антенн несущественно, поэтому передающая рамочная антенна выполняется из медных трубок значительного диаметра. С этой целью применяется не одна, а система разнесенных рамок (п=2-4).

Несмотря на относительную простоту конструкции малогабаритные крышевые АЗИ характеризуются довольно сложным принципом работы и предусматривают в своей схеме рад дополнительных элементов, позволяющих повысить КПД.

Крышевая антенна обладает слабонаправленным излучением с максимумом в зенит.


3. Двухштыревая антенна зенитного излучения (Р-140М, БМП-1КШ, Р-161)







Рис.2: Диаграмма направленности АЗИ:

а) – в симметричном варианте;

б) - в несимметричном варианте

^ Фидерные системы
Необходимость питания антенн с помощью фидеров (линии передач) возникает при удалении антенн от передатчика (или приемника).

Непосредственное присоединение антенны к передатчику (приемнику) практикуется при работе антенн в диапазоне ДВ, СВ и отчасти КВ. Все сантиметровые антенны, а также антенны диапазона СВЧ питаются с помощью фидеров.

Фидерное питание антенн позволяет расположить антенну в наиболее благоприятных условиях местности, либо поднять антенну на необходимую высоту с помощью мачты, тем самым, обеспечивая получение наилучших характеристик излучения и приема.

При питании антенн фидерами возникает необходимость в правильном выборе типа фидера и обеспечении должного режима его работы. Поскольку любая линия имеет те или иные потери, важно получить достаточно высокий коэффициент полезного действия.

При значительных мощностях передатчика необходимо обеспечить электрическую прочность фидера, то есть сохранять его работоспособность при передаче в антенну заданной мощности. Если это требование не выполняется, то во время работы передатчика может произойти тепловой пробой или электрический перегрев в фидере и работа радиостанции будет нарушена.

Фидер как линия передачи не должен излучать или принимать электромагнитные волны, так как в противном случае будет изменяться диаграмма направленности антенны.

Фидер не должен нарушать режим работы передатчика (приемника), являясь промежуточным звеном между антенной и передатчиком (приемником) необходимо обеспечить хорошее согласование фидера, как с антенной, так и с передатчиком или приемником. Помимо ухудшения основных характеристик фидера (КПД, электрической прочности и т.д.), недостаточное согласование может вызвать различного рода искажения сигнала.

Фидерный тракт современных антенных устройств часто не ограничивается одной лишь линией между антенной и радиостанцией. В него входят согласующие устройства между антенной и фидером, согласующие устройства между фидером и радиостанцией, различного рода вспомогательные элементы (переключатели, защитные устройства и т.п.) и контрольные устройства для настройки, измерений и контроля за работой фидера.

Питание симметричных антенн обычно осуществляется симметричными фидерами, а несимметричных антенн - несимметричными, однако поскольку несимметричные фидеры (например коаксиальные кабели) более удобны в эксплуатации, имеют хорошие электрические параметры, то в ряде случаев целесообразно с их помощью питать симметричные антенны. В этих случаях, а также при питании симметричных антенн от передатчиков с несимметричным выходом, необходимо применять специальные устройства, называемые симметрирующими.

Кроме того, в фидерный тракт включаются специальные разделительные устройства, включаемые при работе нескольких передатчиков на одну антенну. Поэтому фидерный тракт представляет сложную систему из различного ряда элементов и приборов, в целом существенно расширяющих возможности использования антенн.
1   2   3   4

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов